DE4121884C2

DE4121884C2 -

Info

Publication number: DE4121884C2
Application number: DE4121884A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Amagasaki Hyogo Jp Inoue; Akira Himeji Hyogo Jp Demizu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1991-07-02
Publication date: 1993-07-29
Also published as: JPH0466752A; DE4121884A1; JP3053197B2; US5107813A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (im folgenden Motor) zur Steuerung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und/oder einer Zündzeitpunkteinstellung des Motors.

Aus Bosch-Technische Berichte 7, 1981, 3. Seite 139 ff ist eine digitale Motorelektronik für Automotoren bekannt, die eine elektronische Steuereinheit als Zentralteil der Gesamtsteuerung besitzt. An die elektronische Steuereinheit sind mehrere Detektoren, wie zum Beispiel ein Bezugsmarkengeber (Kurbelwinkeldetektor), ein Luftmengenmesser (Belastungssensor), ein Drehzahlgeber (Motorgeschwindigkeitsdetektor) und ein Drosselklappenschalter (Laufzustandsdetektor) angeschlossen. Die Funktion der Sensoren und deren Einbeziehung in die Steuerung des Motors sind zum Teil ausführlicher beschrieben. Jedoch fehlt jeder Hinweis auf den Zylinderinnendruck als eine Meßgröße, die für die Steuerung des Laufverhaltens heranzuziehen ist. Für den Zylinderinnendruck ist kein Sensor vorgesehen und es wird auch kein Steuerungsvorgang beschrieben, bei dem der Zylinderinnendruck in irgendeiner Weise einbezogen wird.

DE 39 05 498 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Steuerung der Verbrennungsbedingungen bei einer Verbrennungskraftmaschine. Gemäß der dort geschilderten Aufgabenstellung wird das Hauptaugenmerk darauf gelegt, die Anzahl der Sensoren, die die für die Steuerung einzubeziehenden Meßsignale bereitstellen, zu minimieren. Die bekannte Steuervorrichtung umfaßt neben einem Luftdrucksensor und einem Kurbelwinkelsensor auch einen einzigen Zylinderinnendrucksensor, der jedoch als Klopfsensor dient. Dieser Innendrucksensor erzeugt ein analoges Signal, das dem Innendruck des entsprechenden Zylinders entspricht. Insofern erfüllt der Zylinderinnendrucksensor eine völlig andere Funktion als im vorliegenden Fall, denn als Klopfsensor dient dieser Detektor nur der Erfassung eines bestimmten unerwünschten Laufzustandes, der durch eine entsprechende Reaktion der Steuerungselektronik beseitigt wird. Das Detektorsignal des Zylinderinnenndrucksensors wird zu einer Optimierung des Laufzustandes aber nicht herangezogen, sondern vielmehr nur zur Erfassung von verbotenen Laufzuständen.

Fig. 30 zeigt ein Beispiel einer herkömmlichen Steuervorrichtung dieser Art und dient zur weitergehenden Erläuterung der in diesem Zusammenhang auftretenden Probleme. Der Kraftstoff wird durch die Kraftstoffpumpe 2 vom Kraftstofftank 1 angesaugt und unter Druck gesetzt, ein möglicherweise auftretendes Pulsieren durch den Kraftstoffdämpfer 3 ausgeglichen, Partikel oder Feuchtigkeit durch den Kraftstoffilter 4 entfernt und dessen Druck durch den Druckregler 5 konstant gehalten, und schließlich dem Kraftstoffeinspritzventil 6 zugeführt.

Bezugszeichen 7 kennzeichnet ein Kaltstartventil zur Kraftstoffeinspritzung, um das Starten des Motors an einem kalten Ort zu verbessern.

Ferner wird Luft, die durch einen Luftfilter hindurchläuft, durch ein Luftstrommeßgerät im Hinblick auf ihre Menge gemessen, im Hinblick auf die Strömungsmenge durch die Drosselklappe 10 reguliert, verläuft durch das Ansaugrohr 11, wird durch das Kraftstoffeinspritzventil mit Kraftstoff gemischt (Luft/Kraftstoff-Gemisch) und in den Zylinder 12 transportiert.

Diese Mischung wird im Zylinder 12 komprimiert und über die Zündkerze 13 in einem geeigneten Zeitpunkt gezündet. Das Abgas wird über die Auspuffleitung 14 und einen nicht dargestellten Reiniger an die Luft abgegeben. Bezugszeichen 40 kennzeichnet einen Abgasfühler, der die Konzentration der Elemente (zum Beispiel die Sauerstoffkonzentration) des Abgases erfaßt.

Bezugszeichen 15 kennzeichnet einen Wassertemperatursensor, der die Kühlwassertemperatur 16 erfaßt, Bezugszeichen 16 einen Kurbelwinkelsensor, der in einem Verteiler enthalten ist, zur Erfassung des Drehwinkels der Kurbelwelle des Motors, Bezugszeichen 17 eine Zündvorrichtung und Bezugszeichen 18 eine Steuervorrichtung, die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines Gemisches und die Zündzeitpunkteinstellung steuert, die dem Motor zuzuführen ist.

Der Kurbelwinkelsensor 16 gibt ein Referenzstellungssignal bei jeder Referenzstellung des Kurbelwinkels (180°CA für einen Vier-Zylinder-Motor, und 120°CA für einen Sechs-Zylinder-Motor), und gibt einen Einheitswinkelimpuls bei jedem Einheitswinkel (z. B. je 2°CA) ab. Der momentane Kurbelwinkel ist in der Steuervorrichtung 18 bekannt, durch Zählung der Anzahl der Einheitswinkelimpulse, nachdem der Referenzstellungsimpuls eingegeben ist.

Die Steuervorrichtung 18 ist aus einem Microcomputer aufgebaut, der aus einer CPU (Zentralverarbeitungseinheit), einem RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), einem ROM (Nur-Lese-Speicher), einer I/O-Schnittstelle usw. besteht. Die Steuervorrichtung 18 empfängt ein Ansaugluftmengensignal X1 vom zuvor erwähnten Luftstrommeßgerät 9, ein Wassertemperatursignal X2 vom Wassertemperatursensor 15, ein Kurbelwinkelsignal X3, gegeben durch den Kurbelwinkelsensor 16, ein Abgassignal X10 vom Abgasfühler 40 und ein Batteriespannungssignal, nicht dargestellt, oder ein Signal von einem Schalter für die vollständig geschlossene Stellung der Drossel und so weiter, vollzieht, in Übereinstimmung mit diesen Signalen, Berechnungen der Kraftstoffeinspritzmenge, die dem Motor zuzuführen ist, oder der Ventilöffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils 6 und gibt ein Einspritzsignal X5 ab.

Über dieses Einspritzsignal X5 wird das Kraftstoffeinspritzventil 6 betätigt und Kraftstoff einer vorbestimmten Menge wird dem Motor zugeführt.

Ferner ist ein Zündzeitspunktsteuersystem für einen Motor in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 59 061/1982 beschrieben. In diesem elektronischen Zündzeitpunktsteuersystem wird ein optimaler Wert für den Zündungsvorstellwinkel, der zu einer Motorgeschwindigkeit N_e und einer Kraftstoffeinspritzgrundmenge T_p korrespondiert, im voraus in einer Datentabelle abgespeichert. Der Wert des Zündzeitpunktes, der zu der momentanen Motorgeschwindigkeit und einer Kraftstoffeinspritzgrundmenge korrespondiert, wird aus der Tabelle ausgelesen. Das Zündsignal X6 wird an die Zündvorrichtung 17 abgegeben, so daß der Zündzeitpunkt entsprechend diesem Wert gesteuert und die Zündkerze 13 gezündet wird.

Aufgrund des Aufbaus der herkömmlichen Steuervorrichtung für einen Motor wird die Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge in Zeitabschnitten hoher Belastung über die Grundeinspritzmenge und die Motorgeschwindigkeit oder über die Ansaugluftmenge und die Maschinengeschwindigkeit bestimmt. Die Korrektur wird über einen offenen Steuerkreis durchgeführt. Daher ist das Drehmoment des Motors nicht notwendigerweise ein maximales Ausgangsdrehmoment.

Ferner kann eine Verringerung des Ausgangsdrehmoments hervorgerufen werden, da das anfänglich eingestellte Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die Zündzeitpunkteinstellung von den optimalen Werten abweichen, durch die Abweichung und die zeitweise Veränderung des Luftstrommeßgerätes 9 oder des Kraftstoffeinspritzventils 6 oder des Motors selbst.

Im Falle eines Motors mit mehreren Zylindern kann, da der Ausgang der Zylinder zueinander variiert, die Laufruhe und die Laufruhe des Motors gestört werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, den Motor stets bei einem optimalen Luft/Kraftstoff-Verhältnis und/oder einer optimalen Zündzeitpunkteinstellung zu betreiben. Sich ändernde Einflüsse sollen dabei ohne Auswirkung auf das Laufverhalten bleiben und dadurch eine Veränderung des Ausgangsdrehmoments vermieden, sowie eine Verringerung der Kraftstoffkosten als auch eine Verbesserung des Ansprechverhaltens erreicht werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und viele der damit einhergehenden Vorteile geht aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen zu sehen ist, in denen zeigt:

Fig. 1 ein Aufbaudiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für den Motor zeigt;

Fig. 2A eine Vergrößerung, die einen im obigen Ausführungsbeispiel verwendeten Drucksensor zeigt;

Fig. 2B ein Querschnittsdiagramm, das den Drucksensor gemäß Fig. 2A, gesehen entlang der Linie X-X, zeigt;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht der Befestigung des obigen Drucksensors am Zylinderkopf;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, das einen inneren Aufbau der Steuervorrichtung des obigen Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 5 ein Blockdiagramm, das das Element und die Funktion wichtiger Teile des obigen Ausführungsbeispiels enthält;

Fig. 6 ein skizziertes Diagramm, das den skizzierten Aufbau der Vorrichtung des obigen Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 7 ein charakteristisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis und gemitteltem indiziertem mittlerem Druck zur Erklärung des Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 8 ein charakteristisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Zündzeitpunkteinstellung und dem gemittelten indizierten mittleren Druck zur Erläuterung des obigen Ausführungsbeispiels zeigt:

Fig. 9 ein erläuterndes Diagramm, das einen Steuervorgang, basierend auf dem Verhältnis zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem gemittelten indizierten mittleren Druck zur Erläuterung des obigen Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 10 ein Schlußdiagramm, das eine Berechnungsbehandlungsprozedur zeigt, in der der gemittelte Wert des indizierten mittleren Drucks maximiert wird zur Erläuterung des obigen Ausführungsbeispiels;

Fig. 11 bis 21 Flußdiagramme, die die Behandlungsprozedur entsprechend jeder Markierung in Tabelle 2 zeigen;

Fig. 22 eine skizzierte Darstellung, die den skizzierten Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für den Motor zeigt;

Fig. 23 ein erläuterndes Diagramm, das die Meßzeitverläufe für die Veränderung des Zylinderinnendrucks und des indizierten mittleren Drucks für jeden Zylinder im zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 24 ein skizziertes Diagramm, das den skizzierten Aufbau eines dritten Ausführungssbeispiels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für den Motor zeigt;

Fig. 25 ein Flußdiagramm, das die Berechnungsbehandlungsprozedur zeigt, in der der gemittelte Wert des indizierten mittleren Drucks maximiert wird, zur Erläuterung des dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 26 ein erläuterndes Diagramm, das einen zweidimensionalen Plan eines Zielwertes in dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 27 ein erläuterndes Diagramm, das einen zweidimensionalen Plan des Korrekturkoeffizienten für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zeigt;

Fig. 28 ein Blockdiagramm, das das Element und die Funktion wichtiger Teile eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für den Motor zeigt;

Fig. 29 ein Flußdiagramm, das die Berechnungsbehandlungsprozedur zeigt, in der der gemittelte Wert des indizierten mittleren Drucks maximiert wird, zur Erläuterung des vierten Ausführungsbeispiels; und

Fig. 30 ein Aufbaudiagramm, das die herkömmliche Steuervorrichtung des Motors zeigt.

Fig. 1 ist ein erläuterndes Aufbaudiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. In Fig. 1 ist dieselbe Bezeichnung an dieselben oder korrespondierenden Teile aus Fig. 30 vergeben und eine Erläuterung wird unterlassen. Erläutert werden die Teile, die zur Fig. 30 unterschiedlich sind.

Bei einem Vergleich zwischen Fig. 1 und Fig. 30 sind die Bezugszeichen 1 bis 17 in Fig. 1 dieselben wie in Fig. 30 und eine Erläuterung wird daher unterlassen. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Erläuterung für z. B. einen Vier-Zylinder-Motor E gegeben (im folgenden wird diese Bezeichnung unterlassen).

In der folgenden Erläuterung kennzeichnet _(k) Zylinder Nr. k des Motors (k ist eine ganze Zahl; 1 bis 4 für den Fall eines Vier-Zylinder-Motors) und wenn _(k) als Index verwendet wird, steht dieser Index für Zylinder Nr. k.

19 _(k) kennzeichnet einen Drucksensor für Zylinder Nr. k, der einen Innendruck des Zylinders Nr. k erfaßt. Dieser Drucksensor Nr. k ist ein piezoelektrisches Element, das wie eine Unterlegscheibe geformt ist, wie in den Fig. 2A (Vergrößerung) und 2B (Schnittansicht entlang der Linie X-X der Fig. 2A) dargestellt. Der Drucksensor ist aus dem piezoelektrischen Element 19A, das wie ein Ring ausgebildet ist, und der ringartigen Minuselektrode 19B und der Pluselektrode 19C aufgebaut.

Dieser Drucksensor 19 _(k) ist am Zylinderkopf 22 befestigt, wie in Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 zeigt einen Teil des Zylinderkopfes in geschnittener Ansicht. Der Drucksensor 19 _(k) ist am Zylinderkopf 22 befestigt, eingeklemmt durch die Zündkerze 19 anstelle einer Unterlegscheibe und führt die Veränderung des Drucks im Zylinder 12 als elektrisches Signal heraus. Der obige Drucksensor 19 _(k) und das Kraftstoffeinspritzventil 6 _(k) sind als Teile eines Zylinders gezeigt, jedoch sind sie an den jeweiligen Zylindern angebracht.

Ferner kennzeichnet Bezugszeichen 21 eine neue Steuerungsvorrichtung als Ersatz für die Steuerungsvorrichtung 18 aus Fig. 30, die aus einem Mikrocomputer aufgebaut ist.

Die Steuereinrichtung 21 empfängt ein Ansaugluftmengensignal X1 vom Luftstrommeßgerät 9, ein Wassertemperatursignal X2 vom Wassertemperatursensor 15, ein Kurbelwinkelsignal X3 vom Kurbelwinkelsensor 16, ein Drucksignal X4_(k) vom Drucksensor 19 _(k), und so weiter, und führt eine vorbestimmte Berechnung aus und gibt ein Einspritzsignal X5_(k) und gibt ein Zündsignal X6 ab, durch die das Kraftstoffeinspritzventil 6 _(k) und die Zündvorrichtung 17 gesteuert werden.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau der Steuervorrichtung 21 zeigt. In Fig. 4 werden das Ansaugluftmengensignal X1 vom Luftstrommeßgerät 90, das Wassertemperatursignal X2 vom Wassertemperatursensor 15, die Drucksignale X4₍₁₎ bis X4₍₄₎ von den Drucksensoren 19 ₍₁₎ bis 19 ₍₄₎ und ein Spannungssignal V_B von der Batterie 23A in den Multiplexer 21A der Steuervorrichtung 21 eingegeben.

Ferner wird das Kurbelwinkelsignal X3 vom Kurbelwinkelsensor in den Verriegelungsschaltkreis 21b und den Eingabeschaltkreis 21c eingegeben.

Durch das Eingeben des Kurbelwinkelsignals X3 in den Verriegelungsschaltkreis 21b gibt der Verriegelungsschaltkreis 21b ein Ausgangssignal an den Multiplexer 21A ab. Durch dieses Ausgangssignal schaltet der Multiplexer 21A die Eingänge des Ansaugluftmengensignals X1, des Wassertemperatursignals X2 jedes der Drucksignale X4₍₁₎ bis X4₍₄₎ und des Spannungssignals V_B und gibt jedes Eingangssignal selektiv an den A/D-Wandler 21d (Analog/Digital-Wandler) ab.

Die jeweiligen durch den A/D-Wandler 21d in digitale Signale umgewandelten Signale und das Kurbelwinkelsignal X3 werden an die CPU (Zentralverarbeitungseinheit) 21e über den Eingabeschaltkreis 21c übertragen und einer Berechnung unterzogen, die in den später erwähnten Flußdiagrammen usw. gezeigt ist. Das berechnete Kraftstoffeinspritzsignal X5_(k), das einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignal, später erwähnt, entspricht, wird verstärkt im Bezug auf seine elektrische Leistung durch den Ausgangsschaltkreis 21f und an das Kraftstoffeinspritzventil 6 _(k) des korrespondierenden Zylinders übertragen.

Ferner wird das Zündzeitpunktsteuersignal, das durch die CPU 21e berechnet wird, umgewandelt in das Zündungssignal X6 mittels des Ausgangsschaltkreises 21f und an die Zündvorrichtung 17 übertragen.

Bezugszeichen 21g kennzeichnet einen Speicher, der aus einem RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), der zeitweilig die Daten im Verlauf der Berechnung in der CPU 21e usw. speichert, und einem ROM (Nur-Lese-Speicher) aufgebaut ist, der im voraus Berechnungsprozeduren oder verschiedene Daten speichert.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen wichtiger Teile der Erfindung zeigt. In Fig. 5 ist M1 ein Motor, der Gegenstand der Steuerung ist und der zu dem Motor E in Fig. 1 korrespondiert. M2 ist eine Belastungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Belastung des Motors M1.

Diese Belastungserfassungseinrichtung M2 ist zum Beispiel das Luftstrommeßgerät 9, dargestellt in Fig. 1 oder ein Sensor für den Absolutdruck im Ansaugrohr, der den Druck im Ansaugrohr auf der unterstromigen Seite der Drosselklappe 10 erfaßt, oder ein Sensor für den Öffnungsgrad der Drosselklappe, der die Öffnung der Drosselklappe 10 erfaßt.

M3 ist eine Kurbelwinkelerfassungseinrichtung, die einen Kurbelwinkel erfaßt, z. B. entsprechend dem Kurbelwinkelsensor 16 in Fig. 1.

M4 ist eine Druckerfassungseinrichtung, die einen Innendruck des Zylinders 12 im Bezug auf jeden Zylinder erfaßt, z. B. korrespondierend zu den Drucksensoren 19 ₍₁₎ bis 19 ₍₄₎ usw.

M5 ist eine Motor-Geschwindigkeit-Erfassungseinrichtung, die die Motorgeschwindigkeit M1 ausgehend von der zwischen vorbestimmten Kurbelwinkeln erforderlichen Zeitspanne über das Ausgangssignal der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung M3 erfaßt.

M6 ist eine Berechnungseinrichtung für den indizierten mittleren Druck (IMEP, indicated mean effective pressure). Unter der Annahme, daß ein innerer Zylinderdruck von Zylinder Nr. k für jeden Kurbelwinkel P_n(k) ist, das die Veränderung der Kolbenverdrängung des Zylinders Nr. k für jede Veränderung um einen vorbestimmten Winkel (z. B. 2°CA) des Kurbelwinkels ΔV_(k) und die Kolbenverdrängung des Zylinders Nr. k V_(k) ist, die aus dem Ausgangssignal der jeweiligen Kurbelwinkelerfassungseinrichtung M3 und dem Ausgangssignal der Druckerfassungseinrichtung M4 erzielt werden, wird der indizierte mittlere Druck des Zylinders Nr. k P_i(k) erhalten über

P_i(k) = Σ (P_n(k) × ΔV_(k))/V_(k)

in bezug auf jeden Zylinder.

In dieser Gleichung, da V_(k) konstant ist, ist die obige Gleichung angenähert zur Gleichung

P_i(k) = P_i(k) + ΔV_(k) · P_n(k).

M7 ist eine Mittelbildungseinrichtung für den indizierten mittleren Druck, die eine Berechnung eines arithmetischen Mittels einer vorbestimmten Zahl der Ausgangssignale von der Berechnungseinrichtung für den indizierten mittleren Druck für jeweilige Zylinder durchführt und Mittelwerte des indizierten mittleren Drucks für jeweilige Zylinder erhält.

Die Laufzustanderfassungseinrichtung M8 bestimmt, ob der Laufzustand des vorliegenden Motors M1 dem vorbestimmten Dauerlaufzustand genügt, aus einem Ausgangssignal der Belastungserfassungseinrichtung M2 und einem Ausgangssignal der Motor-Geschwindigkeit-Erfassungseinrichtung M5.

Die Steuereinrichtung M9 bestimmt, daß der Motor M1 in einem vorbestimmten Laufzustand ist, aus einem Ausgangssignal der Laufzustanderfassungseinrichtung M8 und einem Ausgangssignal der Mittelbildungseinrichtung M7 für den indizierten mittleren Druck, bestimmt zumindest das Luft/Kraftstoff-Verhältnis für die Zündzeitpunkteinstellung unabhängig für den Zylinder, so daß der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks für jeden Zylinder unabhängig maximiert wird, und gibt sie aus.

M10 ist eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung, die die Mischung steuert, für jeden Zylinder, die dem Motor zuzuführen ist, entsprechend dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuersignal, das von der obigen Steuereinrichtung M9 gegeben wird.

Diese Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung M10 kann die Kraftstoffeinspritzventile 6 ₍₁₎ bis 6 ₍₄₎ in Fig. 1 oder einen Vergaser einsetzen, der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis über ein elektrisches Signal einstellen kann (siehe z. B. die japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 1 32 326/1976).

Ferner ist M11 eine Zündeinrichtung, die die Mischung im Zündzeitpunkt entsprechend einem Zündzeitpunktsteuersignal zündet, das durch die Steuereinrichtung M9 gegeben wird, und kann zum Beispiel eine voll-transistorisierte Zündeinrichtung (die aus einer Leistungstransistorschaltung und einer Zündspule besteht) und die Zündspule 13 verwenden.

Die obige Motor-Geschwindigkeit-Erfassungseinrichtung M5, die Erfassungseinrichtung M6 für den indizierten mittleren Druck, die Laufzustanderfassungseinrichtung M8, die Mittelbildungseinrichtung M7 für den indizierten mittleren Druck und die Steuereinrichtung M9 sind in der Steuervorrichtung M21 in Fig. 1 enthalten. Die Mittelbildungseinrichtung M7 für den indizierten mittleren Druck und die Steuereinrichtung M9 bilden eine Mittelbildungs- und Steuereinrichtung.

Die obige Laufzustandserfassungseinrichtung M8 ist an die Steuereinrichtung M9 über die Mittelbildungseinrichtung M7 für den indizierten mittleren Druck angeschlossen.

Fig. 6 zeigt im wesentlichen die wichtigen Teile eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Der Motor besteht aus dem ersten Zylinder #1 bis vierten Zylinder #4. Für jeden Zylinder der Gruppe des ersten Zylinders #1 bis vierten Zylinders #4 ist eine Mittelwertbildungseinheit AP1_(k) für den indizierten mittleren Druck zur Mittelung des indizierten mittleren Drucks P_i(k) installiert. Jede Zündzeitpunkteinstellung- und Luftkraftstoff-Verhältnis- Steuereinheit AP2_(k) ist mit jeder Mittelbildungseinheit AP1_(k) für den indizierten mittleren Druck verbunden. Zumindest die Zündzeitpunkteinstellung oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei diesem Ausführungsbeispiel) wird unabhängig für jeden Zylinder des Motors in AP2_(k) gesteuert, um den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks zu maximieren, der von der Mittelbildungseinheit AP1_(k) für den indizierten mittleren Druck abgegeben wird.

Um das Verständnis des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird im folgenden eine Erläuterung eines Prinzips gegeben, dem entsprechend der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks über die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung oder Zündzeitpunktsteuerung maximiert wird.

Fig. 7 ist ein charakteristisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem Durchschnittswert des indizierten mittleren Druckes zeigt. Die Werte in dem Diagramm sind aufgenommen unter der Bedingung einer konstanten Motorgeschwindigkeit (zum Beispiel 2000 Umdrehungen/Min) und unter der Bedingung, daß die Drosselklappe vollständig geöffnet ist.

Wie in Fig. 7 gezeigt, ist der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks des Motors in der Nähe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von 13 maximiert. Durch Veränderung des eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, durch Messung des indizierten mittleren Drucks entsprechend dem eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis, durch Ermittlung des Mittelwertes und durch Bestimmung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, so daß der Mittelwert des obigen indizierten mittleren Druckes maximiert wird, kann dementsprechend das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Zeiten hoher Belastung auf ein optimales Luft/Kraftstoff-Verhältnis (LBT) gesteuert werden.

Fig. 8 zeigt das Verhältnis zwischen der Zündzeitpunkteinstellung und dem Mittelwert des indizierten mittleren Drucks. Wie in Fig. 8 dargestellt, kann, ähnlich wie in dem Fall, in dem der Mittelwert des indizierten mittleren Druckes durch Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses maximiert wird, durch Veränderung des eingestellten Zündungsvorstellwinkels und durch Bestimmung des Zündungsvorstellwinkels derart, daß der Mittelwert des indizierten mittleren Druckes entsprechend dem eingestellten Zündvorstellwinkels maximiert wird, die Zündzeitpunkteinstellung stets auf den MBT-Punkt eingestellt werden.

Auf diese Weise kann der Mittelwert des indizierten mittleren Druckes über die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung oder die Zündzeitpunkteinstellungssteuerung maximiert werden.

Im folgenden wird ein Prinzip der Einstellung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erläutert, bei dem der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks für die jeweiligen Zylinder maximiert wird, für den Fall, daß der Zylinder Nr. k des Motors eine Charakteristik zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem Mittelwert des indizierten mittleren Drucks, wie in Fig. 9 dargestellt, besitzt.

Zuallererst wird der gemessene indizierte mittlere Druck erläutert. Da jede Verbrennung im Motor eine Veränderung mit Zyklus bewirkt, verändert sich der gemessene indizierte mittlere Druck selbst bei dem gleichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis.

Dementsprechend sollte eine Beurteilung durchgeführt werden über den indizierten mittleren Druck, der über mehrere Zyklen gemittelt ist, d. h. den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks.

Von einem praktischen Gesichtspunkt aus besitzt jedoch selbst der gemittelte indizierte mittlere Druck eine Schwankung. Der indizierte mittlere Druck P_(i)k wird entsprechend dem eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis gemessen, sollte angesehen werden als sei er in einem bestimmten Maß einer Schwankungsweite.

Dann, mit dem Ziel festzustellen, daß der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks einen Maximalwert bei dem eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufweist, mit einem Verhältnis des Mittelwerts des indizierten mittleren Drucks wie in Fig. 9 dargestellt, wird der Anstieg oder der Abfall des Mittelwerts des indizierten mittleren Drucks P_(i)k, ΔP_(i)k untersucht durch Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.

Mit dem Ziel festzustellen, daß der Maximalwert des indizierten mittleren Drucks einen Maximalwert bei dem eingestellten Kraftstoffverhältnis aufweist, wird das Ergebnis der Veränderung des Anstiegs oder Abfalls der indizierten mittleren Druckdifferenz ΔP_(i)k, die eine Differenz zwischen den Mittelwerten des indizierten mittleren Drucks des Zylinders Nr. k ist, untersucht durch Veränderung des eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.

Im folgenden wird die Vorgehensweise des Bestimmens, daß der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert wird, erläutert.

Bezugnehmend auf Fig. 9 wird, wenn das eingestellte Luft/Kraftstoff-Verhältnis verändert wird, entsprechend bis (die eingestellte Luft/Kraftstoff-Verhältnisse repräsentieren), der Absolutwert der indizierten mittleren Druckdifferenz |ΔP_i(k)| erzielt, entsprechend bis (die die Absolutwerte der indizierten mittleren Druckdifferenz repräsentieren.

ist der Absolutwert der indizierten mittleren Druckdifferenz |ΔP_i(k)|, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von zu verändert wird und die gleiche Definition gilt für die Absolutwerte der indizierten mittleren Druckdifferenzen bis .

Wie oben erwähnt verändert sich der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks P_i(k). Daher wird die Schwankungsbreite, in der P_i(k) als weder ansteigend noch abfallend beurteilt wird, d. h. der Unempfindlichkeitsbereich-Schwellwertbetrag |ΔP_ip| zur Bestimmung eines Unempfindlichkeitsbereichs, verwendet.

Dementsprechend wird, wenn |ΔP_i(k)||ΔP_ip| ist, die indizierte mittlere Druckdifferenz ΔP_i als weder ansteigend noch abfallend beurteilt. Durch Verwendung des Unempfindlichkeitsbereich-Schwellwerts |ΔP_ip| zum Beispiel wird das folgende Verhältnis geschaffen.

Das Verhältnis, wie in Fig. 9 dargestellt, bedeutet, daß das Maximum des Mittelwerts des indizierten mittleren Drucks zwischen den eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnissen und existiert.

In diesem Fall ist es natürlich anzunehmen, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert, in der Mitte zwischen den Luft/Kraftstoff-Verhältnissen und liegt. Aufgrund dieser Überlegung ist die Vorgehensweise zur Bestimmung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das im Mittelpunkt zwischen den eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnissen und ist, wie folgt.

Das eingestellte Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird in Schritten von ΔA/F von verändert. Wenn der Absolutwert der indizierten mittleren Druckdifferenz |ΔP_i(k)| kleiner ist als |ΔP_ip| (was zum Beispiel dem Zustand des eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in Fig. 9 entspricht), beginnt eine Zählung Schritt für Schritt von ΔA/F und die Zählung wird fortgesetzt, bis der Absolutwert der indizierten mittleren Druckdifferenz |ΔP_i(k)| wieder größer wird als der Unempfindlichkeitsbereich-Schwellwertbereich |ΔP_ip|. Die gewählte Zahl ist C.

In dieser Erläuterung ist ΔA/F eine eingestellte Veränderungsgröße für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis.

Da die Zählung auf obige Art erfolgt, erreicht das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das in der Mitte zwischen den eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnissen und angeordnet ist, einen Wert des eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses , verringert um (C/2×ΔA/F).

Diese Subtraktion des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird wie folgt durchgeführt. Wenn die Richtung der Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses im Bereich vom eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zum eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Richtung auf "fett" ist, d. h. in Richtung zunehmender Kraftstoffmenge, sollte die Subtraktion des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in Richtung von "mager", d. h. in Richtung abnehmender Kraftstoffmenge durchgeführt werden.

Wenn die Veränderung der Richtung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses im Bereich vom eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zum eingestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Richtung von "mager" ist, d. h. in Richtung abnehmender Kraftstoffmenge, sollte die Subtraktion des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in Richtung von "fett", d. h. in Richtung zunehmender Kraftstoffmenge durchgeführt werden.

Auf diese Art wird durch Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, für das der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert ist, bestimmt.

Wenn der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks entsprechend der Zündzeitpunkteinstellung eine wie in Fig. 8 dargestellte Charakteristik besitzt, ist das Verfahren zur Bestimmung der Zündzeitpunkteinstellung zur Maximierung des Mittelwertes des indizierten mittleren Drucks das gleiche, wie das im Fall des obigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.

Dementsprechend wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das zur Maximierung des Mittelwertes des indizierten mittleren Drucks verändert wird, ersetzt durch die Zündzeitpunkteinstellung.

Wie oben erwähnt, kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündzeitpunkteinstellung so bestimmt oder eingestellt werden, daß der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert wird. Durch Durchführung dieses Vorgangs unabhängig in bezug auf jeden Zylinder von allen Zylindern kann das optimale Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die optimale Zündzeitpunkteinstellung in bezug auf jeden Zylinder bestimmt werden.

Im folgenden wird der Inhalt der Berechnung dieses Ausführungsbeispiels erläutert.

Zuallererst wird das Verfahren der Berechnung des indizierten mittleren Drucks erwähnt.

Der indizierte mittlere Druck P_i(k) ist der Wert der Arbeit des Kraftstoffgases, ausgeübt auf einen Kolben während eines Zyklus (zwei Umdrehungen des Motors), dividiert durch den Hubraum. Vorausgesetzt, daß der innere Zylinderdruck bei jedem Kurbelwinkel, abgegeben vom Drucksensor 19 _(k), P_n(k) ist, die Veränderung des Hubraums durch Veränderung des Kurbelwinkels um einen Einheitswinkel (zum Beispiel 2°CA)ΔV_(k) ist, wird P_i(k) angenähert ermittelt über folgende Gleichung (3).

P_i(k) = P_i(k) + ΔV_(k) × P_n(k) (3)

Dementsprechend werden der Zylinderinnendruck P_n(k) in einer momentanen Berechnung und die Veränderung des Hubraums ΔV_(k) multipliziert. Das multiplizierte Ergebnis wird zu dem Wert des indizierten mittleren Drucks P_i(k) der vorangegangenen Berechnung (zum Beispiel 2°CA des Kurbelwinkels) addiert. Der addierte Wert ist der indizierte mittlere Druck P_i(k) entsprechend der Gleichung (3). Der Wert der Berechnung, die in einem Zyklus (zwei Umdrehungen des Motors, zum Beispiel vier Takte des Zylinders Nr. k vom Anfang des Ansaugtaktes bis zum Ende des Ausstoßtaktes), wird zum indizierten mittleren Druck P_i(k) des Zylinders Nr. k.

Der Referenzstellungsimpuls, der alle 180° vom Kurbelwinkelsensor 16 in Fig. 1 erzeugt wird, enthält ein Zylinderidentifikationssignal, das Zylinder Nr. 1 alle 720°CA identifiziert. Die Steuervorrichtung 21, wenn sie dieses Zylinderidentifikationssignal erfaßt, beendet die Messung des indizierten mittleren Drucks des Zylinders Nr. 1 des Motors und startet die Messung eines neuen indizierten mittleren Drucks. Im Fall von Zylinder Nr. 3 mit einer Phasenverschiebung von 180°CA im Vergleich zum Fall des Zylinders Nr. 1, im Fall des Zylinders Nr. 4 mit einer Phasenverschiebung von 360°CA und im Fall von Zylinder Nr. 2 mit einer Phasenverschiebung von 540°CA wird die Messung des indizierten mittleren Drucks für die jeweiligen Referenzstellungen durchgeführt. Die Steuervorrichtung 21 identifiziert Zylinder bei jeder Eingabe des Referenzstellungsimpulses vom Kurbelwinkelsensor 16, schaltet die Messung des indizierten mittleren Drucks um und erzielt aufeinanderfolgend den indizierten mittleren Druck für die jeweiligen Zylinder des Motors. Die Reihenfolge von Zylinder Nr. 1, Zylinder Nr. 3, Zylinder Nr. 4 und Zylinder Nr. 2 ist ebenfalls die Zündreihenfolge des Motors. Die Kraftstoffeinspritzgrundmenge, wie in dem zuvor erwähnten herkömmlichen Beispiel, wird bestimmt über T_p=K×Q/N_e.

Dementsprechend wird die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge T_i(k) des Zylinders Nr. k, basierend auf T_p und unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten C_AF(k) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders Nr. k ermittelt über die folgende Gleichung (4)

T_i(k) = T_p × C_AF(k) × (1 + F_t + KMR/100) × β + T_s(k) (4)

In dieser Gleichung ist es, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bestimmt wird, durch das der Mittelwert des indizierten Druckes maximiert wird, wie später erwähnt, erforderlich, die Werte zu erfassen, in denen F_t und KMR 0 sind und β (beta)=1 ist und ähnliches.

T_s(k) ist ein Korrekturkoeffizient, der von der Batteriespannung abhängt, zur, im Prinzip, Korrektur der Charakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 6 _(k) und besitzt keinen Einfluß auf das eingestellte Luft/Kraftstoff-Verhältnis selbst.

Als ergänzende Erklärung, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis "fett" zu machen, d. h. die Kraftstoffeinspritzmenge T_i(k) des Zylinders Nr. k zu erhöhen, sollte der Korrekturkoeffizient C_AF(k) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders Nr. k erhöht werden auf einen Wert, der gleich oder größer als 1 ist.

Um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis "mager" zu machen, d. h. die Kraftstoffeinspritzmenge T_i(k) zu verringern, sollte der Korrekturkoeffizient C_AF(k) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert, der gleich oder kleiner als 1 ist, verringert werden.

Im folgenden wird eine Logik erläutert, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu ermitteln, durch das der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert wird.

Bei dieser Erläuterung in der folgenden Beschreibung jedes Ausführungsbeispiels kennzeichnet, wenn (i) als Index verwendet wird, das den momentan verarbeiteten Wert und wenn (i-1) als Index verwendet wird, dies den zuvor verarbeiteten Wert.

Zuallererst wird der Merker F1_(k) erläutert. Wie zuvor erwähnt, um den indizierten mittleren Druck durch Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu maximieren, sollte der Prozeß des Veränderns der Zündzeitpunkteinstellung verstanden werden.

Daher wird ein Merker verwendet, der zeigt, wie das vorausgegangene Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei jedem Abarbeiten des Flußdiagramms, dargestellt in Fig. 9, für den jeweiligen Zylinder eingestellt wird. Dieser Merker ist Merker F1_(k), der grob in drei Zustände gemäß der folgenden Tabelle 1 klassifiziert ist.

Merker F1_(k)
Bearbeitung (Bedeutung)
SO
Repräsentiert einen Ausgangszustand, in dem die Bearbeitung des Maximierens des indizierten mittleren Drucks nicht gestattet ist.
S10 bis S1A	Repräsentiert einen Zustand, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zur Maximierung des indizierten mittleren Drucks durch Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gesucht wird, wie in Tabelle 2 dargestellt.
S2	Repräsentiert einen Zustand, in dem die Einstellung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses beendet ist, durch das der indizierte mittlere Druck maximiert wird.

Wie in Tabelle 1 dargestellt, wenn Merker F1_(k)=S0 ist, zeigt F1_(k) einen anfänglichen Zustand an, in dem eine Bearbeitung zur Maximierung des indizierten mittleren Drucks nicht gestattet ist.

In Tabelle 2 werden die Fälle, in denen F1_(k)=S10 bis S1A ist, erläutert. Kurz gefaßt zeigt F1_(k) einen Zustand, in dem der Betrieb das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bestimmt, für das der indizierte mittlere Druck einen Maximalwert besitzt, durch Beurteilung des Anstiegs oder des Abfalls der Veränderung des indizierten mittleren Drucks ΔP_i, nachdem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis erhöht oder verringert wurde.

Wenn Merker F1_(k) auf S2 gesetzt wird, zeigt F1_(k), wie in Tabelle 1 beschrieben, einen Zustand an, nachdem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist, das den indizierten mittleren Druck maximiert.

Auf diese Weise zeigt Merker F1_(k) jeweils die vergangene Geschichte des Bestimmens des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses.

Im folgenden wird der Zustand beschrieben, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das den indizierten mittleren Druck maximiert, bestimmt wird, der gemäß Tabelle 2 klassifiziert ist.

In Tabelle 2 wird der Wert der Merkers F1_(k) gesetzt, entsprechend zu dem Fall, in dem die Charakteristik des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und des indizierten mittleren Drucks wie in Fig. 9 dargestellt ist, durch Beurteilung der Richtung der Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und des Anstiegs oder des Abfalls der indizierten mittleren Druckveränderung ΔP_i(k) aufgrund der Veränderung, so daß der Prozeß der Bestimmung geklärt ist.

Im folgenden werden die jeweiligen Werte des Merkers F1_(k), dargestellt in Tabelle 2, erläutert. Im folgenden wird Merker S10 bis Merker S1A einfach beschrieben als S10 bis S1A. Die Kriterien sind wie zuvor erwähnt, basierend auf dem Fall der Fig. 9. Zuallererst wird in welchem Zustand sich der indizierte mittlere Druck P_i(k) befindet, in bezug auf das Luftverhältnis, indem der Korrekturkoeffizient der Kraftstoffeinspritzung (Korrekturkoeffizient für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis) des Zylinders Nr. k in Gleichung (4) C_AF(k) (im folgenden einfach beschrieben als C_AF(k)) 1 ist, nicht bestimmt.

Erklärend über Fig. 9, wird nicht entschieden, ob das eingestellte Luft/Kraftstoff-Verhältnis das eingestellte Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist. Daher wird der indizierte mittlere Druck Pi_(k)(i) gemessen, der ein Standard des Zustands für Merker F1(K)=S0 ist (der ein Zustand ist, in dem das eingestellte Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der indizierte mittlere Druck nicht entschieden werden).

Dies ist der Zustand von F1_(k)=S10. C_AF(k) wird zur Seite "fett" hin über eine vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Änderungsgröße ΔA/F korrigiert (im folgenden einfach beschrieben als ΔA/F).

Dementsprechend wird C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ΔA/F (was in Tabelle 2 als ΔA/F=FETT gezeigt ist, was den obigen Vorgang angibt.

C_AF(k) wird korrigiert zu "mager" durch eine vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Änderungsgröße ΔA/F. Dieser Vorgang ist C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)- ΔA/F (was in Tabelle 2 als ΔA/F=MAGER gezeigt ist).

Die obigen Tabellen 1 und 2 erläutern Merker F1_(k), der verwendet wird zur Erzielung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, durch das der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks P_i(k) des Zylinders Nr. k maximiert wird. Dann, nachdem das Flußdiagramm von Fig. 10 erläutert ist, wird unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 11 bis 21 im Detail erklärt.

Erläutert wird eine Logik, die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks P_i(k) maximiert, dem Flußdiagramm in Fig. 10 folgend, erhält. Bei der Abarbeitung des Flußdiagramms in Fig. 10, wie zuvor erwähnt, durch die Unterbrechungsverarbeitung (interrupt Verarbeitung) des Programms, erzeugt bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel, zum Beispiel je 180°CA, wird eine Berechnung für den jeweiligen Zylinder während 720°CA durchgeführt und nachdem der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks für den jeweiligen Zylinder erneuert ist, wird der Betrieb durch die Steuervorrichtung 21 durchgeführt. Dementsprechend führt der Betrieb die Zylinderidentifikation alle 180°CA durch und bestimmt K von Zylinder Nr. K und arbeitet das Flußdiagramm aus Fig. 10 ab, durch Verwendung des neu erhaltenen indizierten mittleren Drucks P_i(k)(i). Die Erörterung wird gegeben unter Verallgemeinerung des jeweiligen Zylinders als Zylinder Nr. k.

Zuerst, in Schritt 101 empfängt der Vorgang die Motorumdrehungszahl N_e(i), die aus dem Signal X3 des Kurbelwinkelsensors 16 erhalten wird, und die Ansaugluftmenge Q_(i), die aus dem Signal X1 des Luftstrommeßgeräts 90 erhalten wird, als Zustandsgrößen zur Bestimmung des Laufzustands des Motors. Ferner empfängt der Vorgang des Zylinderinnendrucksignals X4_(k), das von dem Drucksensor 19 _(k) erzielt wird, und den indizierten mittleren Druck P_i(k)(i) aus dem Signal X3 des Kurbelwinkelsensors 16 bei jedem Unterbrechungssignal wie oben erwähnt.

Dann, in Schritt 102, wird der Wert des Merkers F1_(k), wie oben erwähnt, überprüft. Wenn der Merker F1_(k)=S0 ist (Anfangszustand), geht der Vorgang über zum Schritt 106. Wenn F1_(k) nicht gleich S0 ist, geht der Vorgang über zum Schritt 103. In Schritt 103 wird überprüft, ob die Motorgeschwindigkeit N_e(i) die gleiche ist wie die Motorgeschwindigkeit N_es der vorangegangenen Berechnung, und die Ansaugluftmenge Q_(i) die gleiche ist wie die Ansaugluftmenge Q_s der vorangegangenen Berechnung. In diesem Schritt, obwohl im Flußdiagramm nicht dargestellt, kann die Beurteilung von N_es=N_e(i) und Q_s=Q_(i) durchgeführt werden mit einer vorgegebenen Weite einer Unempfindlichkeitszone. Zum Beispiel ist |ΔNe| der Stellwert für die Weite des Unempfindlichkeitsbereichs und wenn die folgende Gleichung aufgestellt wird

|N_es - N_e(i)||N_e|

wird eine Beurteilung wie N_es=N_e(i) durchgeführt. Auf ähnliche Weise wie im Fall von Q_s=Q_(i) durch Verwendung des Schwellwertes |ΔQs| für die Weite des Unempfindlichkeitsbereichs, und wenn die folgende Gleichung aufgestellt wird

|Q_s - Q_(i)||ΔQ_s|

wird eine Beurteilung wie Q_s=Q_(i) durchgeführt. In Schritt 103, wenn N_es ungleich N_e(i) ist und Q_s ungleich Q_(i) ist, befindet sich der Laufzustand nicht in einem gleichförmigen Zustand und der Vorgang geht über zum Schritt 104. Für den Fall des gleichförmigen Zustands des Laufzustands, in dem N_es=N_e(i) und Q_s=Q_(i) ist, geht der Vorgang über zum Schritt 105.

In Schritt 105 wird eine mittelwert-bildende Bearbeitung des P_i(k)-Wertes durchgeführt, wobei der momentan gemessene P_i(k)-Wert verwendet wird. Die Mittlung des indizierten mittleren Drucks wird durchgeführt, um eine Schwankung des Wertes bei jeder Messung zu absorbieren, die durch die Veränderung mit dem Zyklus der Verbrennung des Motors oder die Schwankung mit den Zylindern usw., wie zuvor erwähnt, bewirkt werden.

Obwohl im Flußdiagramm nicht beschrieben, ist das Mittelwert bildende Bearbeitungsverfahren des indizierten mittleren Druckes P_i(k) wie folgt. Das Verfahren des indizierten mittleren Drucks P_i(k), der bis zur vorangegangenen Zeit gemessen wird, ist wie folgt. (Die Summation des indizierten mittleren Drucks P_i(k), der während des vorangegangenen Zeitpunkts gemessen wird, ist SP_i(k)(i-1).) Die Summation von P_i(k), der bis zu dieser Zeit gemessen ist, SP_i(k)(i) wird erzielt durch die Gleichung SP_i(k)(i)=SP_i(k)(i-1)+P_i(k)(i). In dieser Gleichung kennzeichnet die Kennzeichnung (i) den momentan gemessenen Wert oder den momentan bearbeiteten Wert, die Bezeichnung (i-1) den vorausgegangenen gemessenen Wert oder den vorausgegangenen bearbeiteten Wert und die Kennzeichnung (k), daß er zum Zylinder Nr. k gehört. Nachdem die Bearbeitung beendet ist, wird der Mittelwertbildungsanzahlzähler C_pi(k) (im folgenden C_pi(k)) inkrementiert. Wenn C_pi(k)=NC_pi (ein vorbestimmter Wert) ist, wird die Mittelwertbildung beendet und C_pi(k)=0. Wenn C_pi(k)≠NC_pi ist, wird die Mittelwertbildung nicht beendet. NC_pi(k), der in obiger Berechnung verwendet wird, ist die Anzahl der Mittelwertbildungen, die, wie zuvor erwähnt, die Anzahl ist, die die Schwankung des Wertes von P_i(k) absorbiert. Wenn C_pi(k)=NC_pi ist, wird der indizierte mittlere Druck, gemittelt in bezug auf Zylinder Nr. k P_iAVE(k) berechnet nach folgender Gleichung

P_i(k)AVE = SP_i(k)(i;NCpI)/NC_pi

Beim obigen Vorgang kann die mittelwert-bildende Bearbeitung des indizierten mittleren Drucks ausgeführt werden.

Dann geht der Vorgang über zum Schritt 107. In Schritt 107, wenn die mittelwert-bildende Bearbeitung, wie oben erwähnt, beendet ist, ist C_pi(k)=0. Daher wird eine Beurteilung durchgeführt, ob die Mittelwertbildung beendet ist, entsprechend dem Wert von C_pi(k). Wenn eine Beurteilung durchgeführt wird, daß die mittelwert-bildende Bearbeitung beendet ist, geht der Vorgang über zum Schritt 108. Wenn eine Beurteilung durchgeführt wird, daß die mittelwert-bildende Bearbeitung nicht beendet ist, geht der Vorgang über zum Schritt 111.

In Schritt 108 wird die Differenz zwischen dem vorausgehend gemessenen und gemittelten indizierten mittleren Druck P_i(k)AVE(i-1) und dem momentanen Wert von P_i(k)AVE(i) berechnet durch folgende Gleichung und der Vorgang berechnet die obige indizierte mittlere Druckdifferenz ΔP_i(k).

ΔP_i(k) = P_i(k)AVE(i) - P_i(k)AVE(i-1)

Das vorige P_i(k)AVE(i-1) wird erneuert auf den momentanen Wert von P_i(k)AVE(i). Wenn Merker F1_(k)= S10 ist, existiert der zum vorigen P_i(k)AVE(i-1) korrespondierende Wert nicht. Da, wenn F1_(k)=S10 ist, P_i(k)AVE(i) berechnet wird über die Messung des P_i(k)-Wertes. Daher, wenn F1_(k)=S10 ist, in obiger Berechnung von ΔP_i(k), wird ein vorbestimmter Wert in P_i(k)AVE(i-1) eingegeben oder ΔP_i(k) wird nicht berechnet. Weil in der folgenden Bearbeitung, wenn F1_(k) =S10 ist, der Wert von ΔP_i(k) nicht in der Bearbeitung verwendet wird. Nachdem ΔP_i(k) berechnet ist und der Wert von P_i(k)AVE erneuert ist, geht der Betrieb über zum Schritt 109.

In Schritt 109 wird Merker F1_(k) untersucht. Wenn F1_(k)=S2 ist, wird der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks auf ein maximales Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt und der Betrieb geht über zum Schritt 112. Wenn F1_(k) ungleich S12 ist, Merker F1_(k) ist doch der Fall von S10 bis S1A, geht der Betrieb über zum Schritt 110, um die Bearbeitung zur Bestimmung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses durchzuführen, durch das der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert wird.

In Schritt 110 identifiziert der Betrieb den Merker F1_(k). Der Betrieb führt die Bearbeitung entsprechend diesem Merker F1_(k) aus und dem Inhalt des Merkers F1_(k). Der Betrieb führt die Bearbeitung zur Bestimmung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, für das der indizierte mittlere Druck maximiert ist, wie Tabelle 1 und Tabelle 2 folgend erläutert, aus. Eine Erläuterung des detaillierten Inhalts der Bearbeitung wird später gegeben entsprechend der Fig. 11 bis Fig. 21 für die jeweilige Bearbeitung, entsprechend dem Inhalt des Merkers F1_(k). Nach Abarbeitung der Verarbeitung gemäß dem Inhalt des Merkers F1_(k) in Schritt 110 geht der Betrieb über zu Schritt 111.

In Schritt 111 wird die Kraftstoffeinspritzmenge Ti_(k) über Gleichung (4) bestimmt und auf das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert, wobei der Korrekturkoeffizient C_AF(k) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder C_AF(k) verwendet wird, was bis zur vorausgegangenen Berechnung eingestellt ist, oder das initialisierte C_AF(k), wie C_AF(k)=1,0. Die momentane Bearbeitung ist beendet.

In Schritt 104 wird der Korrekturkoeffizient C_AF(k) für das Luftkraftstoffverhältnis initialisiert oder C_AF(k)=1,0 und der Betrieb geht über zum Schritt 106.

In Schritt 106 ist der Zustand, nachdem der Laufzustand verändert wird, oder ist ein vollständiger Anfangszustand. Daher werden die Maschinengeschwindigkeit N_es, die ein Maßstab für die Beurteilung ist, daß der Laufzustand in einem gleichförmigen Zustand ist, und die Ansaugluftmenge Q_s, die ein Maßstab ist für die Beurteilung, daß der Laufzustand in einem gleichförmigen Zustand ist, zurückgesetzt. Die Mittelwert bildende Bearbeitung des Wertes von P_i(k) wird begonnen. Als eine Initialisierung der mittelwert-bildenden Bearbeitung des Wertes von P_i(k), wird SP_i(k)=0. Merker F1_(k) wird auf F1_(K)=S10 gesetzt. Der Betrieb geht über zum Schritt 111.

In Schritt 112 wird der Betrieb ausgeführt, um festzustellen, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bemerkenswert von dem eingestellten Wert aus irgendeinem Grund abweicht, nachdem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist, das P_i(k) maximiert, in S10 bis S1A. In diesem Schritt wird eine Überprüfung für |ΔP_i(k)(i)||ΔP_ip| durchgeführt. Wenn die obige Gleichung erfüllt wird geht der Betrieb über zum Schritt 111. Wenn die obige Gleichung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zum Schritt 113.

In Schritt 113 wird Merker F1_(k) gesetzt auf S0 und der Betrieb geht über zu Schritt 111. In diesem Fall ist der P_i(k)-Wert bemerkenswert variiert, aus irgendeinem Grund, ungeachtet des gleichen eingestellten Korrekturkoeffizienten für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, nachdem der Betrieb den konvergierenden Zustand S2 erreicht. Im Schritt 111 wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert eingestellt, durch den der Mittelwert des initiierten mittleren Drucks P_i(k) wieder maximiert ist. In diesem Fall wird der Korrekturkoeffizient C_AF(k) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht initialisiert und der vorausgegangene eingestellte Wert wird verwendet.

Wie zuvor erwähnt, wird eine Logik, die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bestimmt, das den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks P_i(k) maximiert, erläutert. Obwohl im Flußdiagramm von Fig. 10 nicht dargestellt, wenn der Betrieb die Bearbeitung zur Bestimmung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das den Mittelwert von P_i(k) maximiert, nicht durchführt, der Korrekturkoeffizient für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis als C_AF(k)=1,0 initialisiert wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge T_i(k) bestimmt gemäß Gleichung (4).

Im folgenden wird die oben erwähnte Bearbeitung von Schritt 110 in Fig. 10 genauer erläutert mittels der Flußdiagramme der Fig. 11 bis 21.

Der Fall F1_(k)=S10 ist in Fig. 11 dargestellt. In Schritt 301 wird F1_(k)=S11 und der Betrieb geht über zum Schritt 302. In Schritt 302 wird C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ΔA/F und die Bearbeitung für den Fall F1_(k)=S10 wird beendet.

Im folgenden wird, bezugnehmend auf Fig. 12 der Fall F1_(k)=S11 erläutert. In Schritt 401 wird beurteilt, ob |ΔPi_(k)||P_ip| ist oder ob der Absolutwert der indizierten mittleren Druckdifferenz gleich oder kleiner |P_ip| ist. Falls die obige Bedingung nicht eingehalten wird, ist der gemittelte indizierte mittlere Druck P_i(k) ansteigend oder abfallend und der Betrieb geht über zum Schritt 402. Wenn die obige Bedingung erfüllt wird ist der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks im Bereich des Maximalwerts (zum Beispiel im Bereich bis in Fig. 9) und der Betrieb geht über zum Schritt 403.

In Schritt 403 wird F1_(k)=S11. In Schritt 404 wird C_AF(k)(i) eingestellt als C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ ΔA/F oder ΔA/F=FETT.

In Schritt 402 wird der Anstieg oder der Abfall von ΔP_i(k) bestimmt durch Beurteilung, ob ΔP_i(k)<0 ist oder die indizierte mittlere Druckdifferenz ΔP_i(k) negativ oder positiv ist. Wenn die obige Bedingung erfüllt wird und ΔP_i(k) negativ ist, geht der Betrieb über zu Schritt 405. Wenn die obige Bedingung nicht erfüllt ist und ΔP_i(k) nicht negativ ist, geht der Betrieb über zu Schritt 407.

In Schritt 405 wird Merker F1_(k) gesetzt auf F1_(k)=S12. In Schritt 406 wird C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1) -ΔA/F oder ΔA/F=MAGER.

In Schritt 407 wird Merker F1_(k) gesetzt auf F1_(k)=S13. In Schritt 408 wird C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ ΔA/F.

Der Betrieb wird nach Schritt 404, 406 oder 408 beendet.

Im folgenden wird, bezugnehmend auf Fig. 13, der Fall F1_(k)=S12 erläutert. Zuallererst in Schritt 501 wird beurteilt, ob |ΔP_i(k)||ΔP_ip| ist. Wenn die obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 502. Wenn obige Bedingung eingehalten wird, geht der Betrieb über zu Schritt 503.

In Schritt 503 wird Merker F1_(k) gesetzt auf F1_(k)=S14. Im nächsten Schritt 504 wird C_AF(k)(i) erneuert auf C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)-ΔA/F. Ferner in Schritt 505 wird die Anzahl des Machens C_Le(k)(i) oder die Anzahl von "MAGER" gesetzt auf C_Le(k)(i)=1 und die Zählung beginnt.

In Schritt 502 wird beurteilt, ob ΔP_i(k)<0 ist. Wenn obige Bedingung nicht eingehalten wird, geht der Betrieb über zu Schritt 506. Wenn obige Bedingung eingehalten wird, geht der Betrieb über zu Schritt 508.

In Schritt 506 wird Merker F1_(k) gesetzt auf F1_(k)=S15. In Schritt 507 wird C_AF(k)(i) erneuert zu C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)-ΔA/F.

In Schritt 508 wird Merker F1_(k) gesetzt auf F1_(k)=S16. In Schritt 509 wird C_AF(k)(i) erneuert zu C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ΔA/F. In Schritt 510 wird A/F_(k)(i) gesetzt auf ΔA/F_(k)(i)=ΔA/F.

Der Betrieb wird nach Schritt 505, 507 oder 510 beendet.

Im folgenden wird, bezugnehmend auf Fig. 14, der Fall F1_(k)=S13 erläutert. Zuallererst, in Schritt 601, wird beurteilt, ob |ΔP_i(k)||ΔP_ip| ist. Wenn obige Bedingung nicht eingehalten wird, geht der Betrieb über zu Schritt 602. Wenn obige Bedingung eingehalten wird, geht der Betrieb über zu Schritt 603.

In Schritt 603 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S17. In Schritt 604 wird C_AF(k)(i) erneuert zu C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ΔA/F. In Schritt 605 wird die Anzahl des Machens C_AF(k)(i) "FETT" gesetzt zu C_RI(k)(i)=1 und die Zählung beginnt.

In Schritt 602 wird beurteilt, ob ΔP_i(k)<0 ist. Wenn obige Bedingung nicht eingehalten wird, geht der Betrieb über zu Schritt 606. Wenn obige Bedingung eingehalten wird, geht der Betrieb über zu Schritt 608.

In Schritt 606 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S13. In Schritt 607 wird C_AF(k) erneuert zu C_AF(k)(i)= C_AF(k)(i-1)+ΔA/F oder ΔA/F=FETT. In Schritt 608 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S18. In Schritt 609 wird C_AF(k)(i) erneuert zu C_AF(k)(i)= C_AF(k)(i-1)-ΔA/F oder ΔA/F=MAGER. In Schritt 610 wird ΔA/F_(k)(i) gesetzt zu ΔA/F_(k)(i)=ΔA/F.

Der Betrieb wird beendet nach Bearbeitung von Schritt 605, 607 oder 610.

Im folgenden wird, bezugnehmend auf Fig. 15 der Fall F1_(k)=S14 erläutert. In Schritt 701 wird beurteilt, ob |ΔP_i(k)||ΔP_ip| ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 702. Wenn obige Bedingung erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 703.

In Schritt 703 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S14. In Schritt 704 wird C_AF(k)(i) erneuert zu C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)-ΔA/F. Ferner wird in Schritt 705 C_LE(k)(i) erneuert zu C_LE(k)(i)= C_LE(k)(i-1)+1.

In Schritt 702 wird beurteilt, ob ΔP_i(k)<0 ist. Wenn obige Bedingung nicht eingehalten wird, geht der Betrieb über zu Schritt 706. Wenn obige Bedingung eingehalten wird, geht der Betrieb über zu Schritt 708.

In Schritt 706 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S15. Im nächsten Schritt 707 wird C_AF(k)(i) erneuert zu C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)-ΔA/F.

In Schritt 708 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S19. Im nächsten Schritt 709 wird C_LE(k)(i) erneuert zu C_LE(k)(i)=C_LE(k)(i-1)+1. In Schritt 710 wird C_AF(k)(i) erneuert zu C_AF(k)(i-1)=A/F×C_EL(k)(i)× ½. Weiter wird in Schritt 711 C_LE(k)(i) gesetzt zu C_LE(k)(i)=0, A/F.

Der Betrieb wird beendet nach Bearbeitung von Schritt 705, 707 oder 711.

Im folgenden wird, bezugnehmend auf Fig. 16 der Fall F1_(k)=S15 erläutert. In Schritt 801 wird beurteilt, ob |ΔP_i(k)||ΔP_ip| ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 802. Wenn obige Bedingung erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 803.

In Schritt 803 wird F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S14. In Schritt 804 wird C_AF(k)(i) erneuert durch C_AF(k)(i) = C_AF(k)(i-1)-ΔA/F. Ferner wird in Schritt 805 C_LE(k)(i) gesetzt auf C_LE(k)(i)=1 und die Zählung beginnt.

In Schritt 802 wird beurteilt, ob ΔP_i(k)<0 ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 806. Wenn obige Bedingung erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 808.

In Schritt 806 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S15. In Schritt 807 wird C_AF(k) erneuert durch C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)-ΔA/F.

In Schritt 808 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S16. In Schritt 809 wird C_AF(k)(i) erneuert durch C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ΔA/F. Ferner, in Schritt 801, wird ΔA/F_(k)(i) gesetzt zu ΔA/F_(k)(i)=ΔA/F.

Der Betrieb wird nach Bearbeitung des Schritts 805, 807 oder 810 beendet.

Im folgenden, bezugnehmend auf Fig. 17, wird der Fall F1_(k)=S16 erläutert. In Schritt 1001 wird beurteilt, ob |ΔP_i(k)||ΔP_ip| ist. Wenn die obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1002. Wenn die obige Bedingung erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1003.

In Schritt 1003 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S19. In Schritt 1002 wird beurteilt, ob ΔP_i(k)<0 ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1004. Wenn die obige Bedingung erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1007.

In Schritt 1004 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)= S17. Im nächsten Schritt 1005 wird C_AF(k)(i) erneuert durch C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ΔA/F. Im nächsten Schritt 1006 wird ΔA/F_(k)(i) gesetzt zu ΔA/F_(k)(i) =ΔA/F.

In Schritt 1007 wird ΔA/F_(k)(i) gemacht zu ΔA/F_(k)(i) =ΔA/F_(k)(i-1)×½. Im nächsten Schritt 1008 wird C_AF(k)(i) erneuert durch C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)-ΔA/F_(k)(i). In Schritt 1009 wird beurteilt, ob ΔA/F_(k)(i)ΔA/F_min (ein vorbestimmter Wert) ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, in Schritt 1010, wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S18. Wenn obige Bedingung erfüllt wird, in Schritt 1011, wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S19. In Schritt 1012 wird ΔA/F_(k)(i) gesetzt zu ΔA/F_(k)(i)=ΔA/F.

Der Betrieb wird nach der Bearbeitung des Schrittes 1003, 1006, 1010 oder 1012 beendet.

Wie zuvor erwähnt, wenn F1_(k)=S16 und wenn F1_(k)= S18, wie später erwähnt, kann es Fälle geben, in denen die Richtung der Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zwischen "FETT" und "MAGER" alterniert wird. Wenn ΔP_i(k) abnimmt, wird die Größe von ΔA/F kleiner gemacht. Das heißt, ΔA/F_(k)(i) wird zu ΔA/F_(k)(i)= ΔA/F_(k)(i-1)×½. Wenn ΔA/F_(k)(i) kleiner als ein vorbestimmter Wert ΔA/F_min wird, wird der Wert von ΔA/F als nahezu Null beurteilt. In diesem Fall wird Merker F1_(k) gesetzt als S19 und C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)- ΔA/F_(k)(i).

Wenn ΔA/F_(k)(i) größer als ΔA/F_min ist, wird Merker F1_(k) gesetzt zu S18 und C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)- ΔA/F_(k)(i).

Im folgenden, bezugnehmend auf Fig. 18, wird der Fall F1_(k)=S17 erläutert.

Zuallererst, in Schritt 1101 wird beurteilt, ob |ΔP_(i)(k)||ΔP_ip| ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1102. Wenn obige Bedingung erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1103.

In Schritt 1103 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S17. Im nächsten Schritt 1104 wird C_AF(k)(i) gesetzt zu C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ΔA/F. Weiter, in Schritt 1105 wird C_RI(k)(i) erneuert zu C_RI(k)(i)= C_RI(k)(i-1)+1.

In Schritt 1102 wird beurteilt, ob ΔP_i(k) kleiner Null ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1106. Wenn die obige Bedingung erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1108.

In Schritt 1106 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)= S13. Im nächsten Schritt 1107 wird C_AF(k)(i) gesetzt zu C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ΔA/F.

In Schritt 1108 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)= S19. Im nächsten Schritt 1109 wird C_RI(k)(i) erneuert durch C_RI(k)(i)=C_RI(k)(i-1)+1. Ferner, in Schritt 1110 wird C_AF(k)(i) gesetzt zu C_AF(k)(i)= C_AF(k)(i-1)-ΔA/F×C_RI(k)(i)×½. In Schritt 1111 wird C_AF(k)(i) gesetzt zu C_AF(k)(i)=0. Der Betrieb wird beendet nach Bearbeitung der obigen Schritte 1105, 1107 oder 1111.

Im folgenden, bezugnehmend auf Fig. 19, wird der Fall F1_(k)=S18 erläutert. In Schritt 1201 wird beurteilt, ob |ΔP_i(k)||ΔP_ip| ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1202. Wenn obige Bedingung erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1203 und Merker F1_(k) wird gesetzt zu F1_(k)=S19.

In Schritt 1202 wird beurteilt, ob ΔP_i(k)<0 ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1204. Wenn die obige Bedingung erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1207.

In Schritt 1204 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)= S15. Im nächsten Schritt 1205 wird C_AF(k)(i) erneuert durch C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)-ΔA/F. Ferner in Schritt 1206 wird ΔA/F_(k)(i) gesetzt zu ΔA/F_(k)(i) =ΔA/F. In Schritt 1207 wird ΔA/F_(k)(i) gesetzt zu ΔA/F_(k)(i)=ΔA/F_(k)(i-1)×½. Im nächsten Schritt 1208 wird C_AF(k)(i) erneuert durch C_AF(k)(i)=C_AF(k)(i-1)+ ΔA/F_(k)(i). Ferner, in Schritt 1209, wird beurteilt, ob ΔA/F_(k)(i)ΔA/F_min. Wenn die obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 1210 und Merker F1_(k) wird gesetzt zu F1_(k) =S16. Wenn obige Bedingung erfüllt wird, in Schritt 1211 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S19. In Schritt 1212 wird ΔA/F_(k)(i) gesetzt zu ΔA/F_(k)(i)=ΔA/F.

Der Betrieb wird nach der Bearbeitung der obigen Schritte 1203, 1206, 1210 oder 1212 beendet.

Im folgenden, bezugnehmend auf Fig. 20, wird der Fall F1_(k)=S19 erläutert. In Schritt 1301 wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S1A und der Betrieb wird beendet. Im folgenden, bezugnehmend auf Fig. 21, wird der Fall F1_(k)=S1A erläutert. Zuallererst in Schritt 1401 wird beurteilt, ob |ΔP_i(k)||ΔP_ip| ist. Wenn die obige Bedingung erfüllt wird, in Schritt 1402, wird Merker F1_(k) gesetzt zu F1_(k)=S2 und der Betrieb wird beendet. Wenn die obige Bedingung nicht erfüllt wird, in Schritt 1403, wird Merker F1 gesetzt zu F1=S0 und der Betrieb wird beendet.

Wie oben erwähnt, wenn eine Bearbeitung dem Blockdiagramm in Fig. 5, das die Funktion des Betriebes zeigt, und den Flußdiagrammen, dargestellt in den Fig. 10 bis 21, durchgeführt wird, kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das den Durchschnittswert des indizierten mittleren Drucks maximiert, für jeweilige Zylinder unabhängig bestimmt werden und die Kraftstoffeinspritzmenge T_i kann für die jeweiligen Zylinder bestimmt werden.

In der obigen Erläuterung wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das den Durchschnittswert des indidzierten mittleren Drucks von Zylinder Nr. k maximiert, ermittelt durch Erneuern der Kraftstoffeinspritzmenge T_i(k) des Zylinders Nr. k unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten C_AF(k) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Zylinders Nr. k. Der Fall, in dem die Zündzeitpunkteinstellung verändert wird, wie in Fig. 8 dargestellt, besitzt dieselben Charakteristiken, wie der Fall indem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis verändert wird, wie in Fig. 7.

Dementsprechend ähnlich zu dem Fall, in dem die Veränderung des Mittelwertes des indizierten mittleren Drucks untersucht wird durch Veränderung des Kraftstoff-Verhältnisses, kann die Zündzeitpunkteinstellung den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert für jeweilige Zylinder unabhängig bestimmt werden.

Zuallererst kann der Grundvorstellwinkelwert SA_b, wie wohl bekannt, bestimmt werden durch Nachsehen in einer Tabelle, die klassifiziert ist durch die Motorgeschwindigkeit N_e und die Kraftstoffeinspritzgrundmenge T_p.

Durch Verwendung der vorbestimmten Veränderungsgröße ΔSA für den Zündvorstellwinkel für diesen Vorstellwinkelgrundwert SA_b kann ein Signal, das an die Zündeinrichtung 17, dargestellt in Fig. 1, zu senden ist, oder der Vorstellwinkelwert SA, der das Zündsignal X6 bestimmt, ermittelt werden über die folgenden Gleichungen (5) und (6)

SA=SA_b+ΔSA (5)

SA=SA_b-ΔSA (6)

Gleichung (5) ist für den Fall des Vorstellwinkels, in Fig. 8, für den Fall, in dem der Wert der Zündzeitpunkteinstellung zur Vorstellwinkelseite ansteigt. Gleichung (6) ist für den Fall des Nachstellwinkels in Fig. 8 für den Fall, in dem der Wert der Zündzeitpunkteinstellung zur Nachstellwinkelseite abnimmt.

Wie deutlich in den obigen Gleichungen (5) und (6) gezeigt ist, mit dem Ziel den Fall in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, entsprechend den Flußdiagrammen in den Fig. 10 bis 21, oben erwähnt, durch einen Fall der Zündzeitpunkteinstellung zu ersetzen, sollten die Werte für den Fall des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ersetzt werden durch die Werte für den Fall der Zündzeitpunkteinstellung.

Dementsprechend wird C_AF(k)(i) ersetzt durch SA_(k)(i), ΔA/F, ΔSA, C_AF(k)(i)=1, SA_(k)(i)= SA_b, ΔA/F_min und ΔSA_min..

In Schritt 111 in Fig. 10 wird die Kraftstoffeinspritzweite T_i bestimmt durch den Luft/Kraftstoffkorrekturkoeffizienten C_AF. Im Fall des Voreilens wird die Zündzeitpunkteinstellung SA, die über obige Gleichung (5) oder Gleichung (6) bestimmt wird, eingestellt zu der Zündvorrichtung 16, dargestellt in Fig. 1. Wenn der Fall des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, wenn eine Steuerung an der die Maximierung des Mittelwerts des indizierten mittleren Drucks durch die Zündzeitpunkteinstellung, nicht ausgeführt wird, wird der Zündvorstellwinkel auf den Wert eingestellt, der durch Nachsehen in einer Tabelle ermittelt wird. Durch Ermitteln des Zündvorstellwinkels SA auf diese Art wird der Zündvorstellwinkel bestimmt, durch den der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert wird.

Im obigen ersten Ausführungsbeispiel wird der Zylinderinnendruck erfaßt durch Verwendung des Drucksensors 19. Aus diesem erfaßten Wert wird der indizierte mittlere Druck abgeleitet. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und/oder die Zündzeitpunkteinstellung wird bestimmt durch die Rückkopplungssteuerung über die Maximierung des Mittelwertes. Daher, ungeachtet der Schwankung oder der zeitweisen Veränderung von Teilen des Motors oder Veränderungen in der Umgebung, kann der Motor laufengelassen werden in dem Zustand des optimalen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und/oder der optimalen Zündzeitpunkteinstellung, die Vorteile besitzen bei der Steigerung des Ausgangsdrehmoments.

Keine Auffassung wird bewirkt, in der der Motor eine Kürzung des Ausgangsdrehmoments oder einen instabilen Betrieb aufweist.

Im folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geschildert. Die Hardware-Struktur dieses Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie in den Fig. 1 bis 5 dargestellt, mit der Ausnahme, daß die Funktion und der Betrieb der Kontrollvorrichtung 21 unterschiedlich ist. Die Mittelbildungseinrichtung M7 für den indizierten mittleren Druck erzielt einen Mittelwert des indizierten mittleren Drucks, der weiter gemittelt ist durch Abtastung einer vorbestimmten Anzahl von Werten, die, über die Zylinder, den indizierten mittleren Druck der jeweiligen Zylinder einer Vielzahl von Zylindern des Motors mittelt. Der Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels im Hinblick auf das erste Ausführungsbeispiel ist an einer Stelle, an der die Steuereinrichtung M9 den Motor durch Bestimmung von zumindest dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder der Zündzeitpunkteinstellung steuert, durch Maximierung des obigen Mittelwertes des indizierten mittleren Drucks (IMEP indicated mean effective pressure).

Fig. 22 ist ein skizziertes Diagramm, das die wichtigen Teile der Vorrichtung in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. Die Meßeinheiten AP11₍₁₎ bis AP11₍₄₎ für den indizierten mittleren Druck sind installiert, zum Beispiel, für jeweilige Zylinder Nr. 1 bis Zylinder Nr. 4 und messen den indizierten mittleren Druck des jeweiligen Zylinders. Die Mittelbildungseinheit AP12 für vier Zylinder empfängt das Ausgangssignal der Meßeinheiten AP11₍₁₎ bis AP11₍₄₎ für den indizierten mittleren Druck, mittelt zum Beispiel alle 720°CA den indizierten mittleren Druck über die vier Zylinder und gibt ihn aus.

Die zeitweise Mittelbildungseinheit AP13 für den indizierten mittleren Druck empfängt das Ausgangssignal der Mittelbildungseinheit für vier Zylinder und in einem bestimmten Laufzustand, mittelt zeitweise den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks über vier Zylinder und gibt ihn aus. Die Zündzeitpunkteinstellung- und Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinheit AP14, basierend auf dem Ausgangssignal der zeitweisen Mittelbildungseinheit AP13 für den indizierten mittleren Druck und in einem bestimmten Laufzustand, bestimmt zumindest die Zündzeitpunkteinstellung oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (in diesem Ausführungsbeispiel das Luft/Kraftstoff-Verhältnis), das den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert, und steuert den Motor über eine Rückkopplungssteuerung.

Fig. 23 zeigt den Messungszeitverlauf des indizierten mittleren Drucks entsprechend der Veränderung des Zylinderinnendrucks P_(a)(R) eines Zylinders Nr. a (R ist ein Kurbelwinkel). In Fig. 23, wie oben beim ersten Ausführungsbeispiel erwähnt, wird die Messung in der Reihenfolge von Zylinder Nr. 1, Zylinder Nr. 3, Zylinder Nr. 4 und Zylinder Nr. 2 durchgeführt, die erzielt wird für jeden Zylinder bei je 720°CA den indizierten mittleren Druck mit einer Phasenverschiebung von 180°CA unter den Zylindern. Dementsprechend, alle 720°CA, wird der indizierte mittlere Druck aller vier Zylinder ermittelt, wie für den einen Zyklus des jeweiligen Zylinders. Durch Addieren der indizierten mittleren Drücke und durch Dividieren durch vier wird der indizierte mittlere Druck P_i ermittelt, der über die vier Zylinder gemittelt ist. In jedem Zeitpunkt, in dem der indizierte mittlere Druck, gemittelt über vier Zylinder, erzielt wird oder alle 720°CA (2 Umdrehungen der Maschine) sollte das Flußdiagramm, das dasselbe ist wie in Fig. 10 ausgeführt werden. In diesem Fall wird die Kraftstoffeinspritzung simultan in Bezug auf alle Zylinder durchgeführt.

Der Index (k) in den Fig. 10 bis 21 beim obigen ersten Ausführungsbeispiel wird vollständig weggelassen und in der Erläuterung des Flußdiagramms sollte der Teil, der den Index (k) betrifft, oder k weggelassen werden. P_i(k) wird ersetzt durch P_i. Dieses P_i wird angesehen als indizierten mittleren Druck, der gemittelt ist über vier Zylinder. Die Differenz zwischen dem momentanen Wert P_iAVE(i) (P_i(k)AVE(i) im ersten Ausführungsbeispiel) der gemittelt wird durch Abtasten von P_i in gleichförmigem Laufzustand, über eine vorbestimmte Anzahl NC_pi und der vorausgehende Wert von P_iAVE(i-1) (P_i(k)AVE(i-1) im ersten Ausführungsbeispiel) repräsentiert die indizierte mittlere Druckdifferenz ΔP_i (ΔP_i(k)) im ersten Ausführungsbeispiel. Durch Ersetzen der Bezeichnung ist das zweite Ausführungsbeispiel selbst aus dem ersten Ausführungsbeispiel hervorgehend und die Erläuterung wird unterlassen.

Natürlich kann das zweite Ausführungsbeispiel angewandt werden auf eine Steuerung, die nicht nur das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, sondern die Zündzeitpunkteinstellung, wie im ersten Ausführungsbeispiel, bestimmt.

In obiger Erläuterung wird der indizierte mittlere Druck P_i erzielt durch Mittelbildung in einem Zyklus. Doch kann P_i erzielt werden durch Mittelwertbildung in einer Vielzahl von Zyklen.

Im folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Hardware-Struktur dieses Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie die, dargestellt in den Fig. 1 bis 5 mit der Ausnahme, daß die Funktion im Betrieb der Steuervorrichtung 21 unterschiedlich ist. Die Steuereinrichtung M9 in Fig. 5 steuert zumindest das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündzeitpunkteinstellung derart, daß der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks jedes Zylinders mit einem vorbestimmten jeweiligen Zielwert übereinstimmt.

Fig. 24 ist ein skizziertes Diagramm, das den Aufbau der wichtigen Teile der Vorrichtung im obigen dritten Ausführungsbeispiel zeigt. Der Motor E ist, zum Beispiel, aus Zylindern Nr. 1 bis Nr. 4 aufgebaut. Die Druckerfassungseinrichtungen AP21_(k) sind installiert am jeweiligen Zylinder und erfassen den jeweiligen Zylinderinnendruck. Die Laufzustanderfassungseinrichtung AP22_(k) empfängt die Ausgangssignale der Laufzustanderfassungseinrichtung, nicht dargestellt, beurteilt für den jeweiligen Zylinder, ob der Laufzustand des Motors in einem gleichförmigen Zustand ist, und gibt die Ausgangssignale der korrespondierenden Druckerfassungseinrichtungen AP21_(k) ab, wenn der Laufzustand in einem gleichförmigen Zustand ist. Die Vergleichserfassungseinrichtungen AP23_(k) für den gemittelten indizierten mittleren Druck mit Ziel, die den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks mit einem Zielwert vergleichen, erzielen den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks für die jeweiligen Zylinder, basierend auf den Drücken der jeweiligen Zylinder, erfaßt durch die Druckerfassungseinrichtung AP21_(k) und vergleichen sie mit den Zielwerten. Die Luft/Kraftstoff-Verhältnis- oder Zündzeitpunkteinstellung-Einstelleinrichtungen AP24_(k) stellen zumindest das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündzeitpunkteinstellung (das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in diesem Ausführungsbeispiel) entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs derart ein, daß die Mittelwerte der indizierten mittleren Drücke sich dem Zielwert annähern und steuern den Motor über eine Rückkopplungssteuerung. Die Druckerfassungseinrichtungen AP21_(k), die Laufzustandbestimmungseinrichtungen AP22_(k), die Vergleichsbestimmungseinrichtungen für den gemittelten indizierten mittleren Druck AB23_(k) mit dem Ziel, die die Mittelwerte der indizierten mittleren Drücke mit Zielwerten vergleichen, und die Luft/Kraftstoff-Verhältnis- oder Zündzeitpunkteinstellung-Einstellvorrichtungen AP24_(k) sind für die jeweiligen Zylinder vorgesehen und bilden unabhängige geschlossene Kreise für die jeweiligen Zylinder (k des Index (k) ist eine ganze Zahl, zum Beispiel bei einem Vierzylinder-Motor 1 bis 4).

Das Flußdiagramm in Fig. 25 ist mit dem Flußdiagramm in Fig. 10 auszutauschen, das initiiert wird in jedem Zeitpunkt, wenn die Messung des initiierten mittleren Drucks eines Zylinders beendet ist, alle 180°CA, im Fall eines zum Beispiel Vier-Zylinder-Motors, wie in Flußdiagramm von Fig. 10. Vor der Initialisierung, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, sollte eine Identifikation der jeweiligen Zylinder durchgeführt werden und k des Zylinder Nr. k in der momentanen Bearbeitung angegeben werden.

Zuerst in Schritt 121, werden die Motorgeschwindigkeit N_e(i) und die Ansaugluftmenge Q_(i) gelesen. Ferner wird der indizierte mittlere Druck P_i(k)(i) bei jeder Unterbrechung gelesen.

Dann, in Schritt 122, wird ein Vergleich zwischen der momentanen Motorgeschwindigkeit N_e(i) und der momentanen Ansaugluftmenge Q_(i) und der vorangegangenen Motorgeschwindigkeit N_es und der Ansaugluftmenge Q_s unter Verwendung von Unempfindlichkeitsbereich-Schwellwerten durchgeführt und eine Beurteilung wird durchgeführt, ob der Motor sich in einem gleichförmigen Laufzustand befindet, in dem N_e(i) = N_es und Q_(i) = Q_s ist. Wenn der Motor sich in einem gleichförmigen Laufzustand befindet, geht der Betrieb über zu Schritt 123. Wenn der Betrieb sich nicht in einem gleichförmigen Laufzustand befindet, geht der Betrieb über zu Schritt 140.

In Schritt 123 wird beurteilt, ob F2_(k)=0 ist. Wenn obige Bedingung nicht erfüllt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 124. Wenn obige Bedingung erfüllt ist, geht der Betrieb über zu Schritt 139.

In Schritt 139 werden die Motorgeschwindigkeit N_es, durch die der Motor als in einem gleichförmigen Laufzustand beurteilt wird, und die Ansaugluftmenge Q_s durch die der Motor in einem gleichförmigen Laufzustand ist, zurückgesetzt. Als eine Initialisierung der mittelwert-bildenden Bearbeitung des Wertes von P_i(k) wird die Summe des indizierten mittleren Drucks SP_i(k) zu SP_i(k)=0 gemacht. Merker F2_(k) wird gesetzt auf F2_(k)=1. Nach der Bearbeitung in Schritt 139 springt der Betrieb zu Schritt 137.

In Schritt 124 wird die mittelwert-bildende Bearbeitung des indizierten mittleren Drucks P_i(k) durchgeführt.

Nach der mittelwert-bildenden Bearbeitung in Schritt 125, wird beurteilt, ob die momentane Mittelbildung von P_i(k) beendet ist. Wenn die Mittelwertbildung nicht beendet ist, springt der Betrieb zu Schritt 137. Wenn die Mittelwertbildung beendet ist, wird der momentane Wert P_i(k)AVE(i) des indizierten mittleren Drucks P_i(k) erzielt und der Betrieb geht zum nächsten Schritt 126A. Der obige Schritt 124 und Schritt 125 entsprechen den Schritten 105 bzw. 107 in Fig. 10 und eine Erwähnung ist bereits gegeben im ersten Ausführungsbeispiel und eine ausführliche Erläuterung wird unterlassen.

In Schritt 126A wird der Zielwert des indizierten mittleren Drucks P_ir(k), dessen Zone zum Laufzustand N_e(i) und Q_(i) korrespondiert, durch Mapping (aus einer Tabelle) ausgelesen.

Der Zielwert des indizierten mittleren Drucks P_ir(k) ist im voraus eingestellt, entsprechend zu jeweiligen Zonen, klassifiziert über die Motorgeschwindigkeit Ne und die 16807 00070 552 001000280000000200012000285911669600040 0002004121884 00004 16688Ansaugluftmenge Q, wie in Fig. 26 dargestellt. P_ir(k) ist ein Zielwert, der den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert, der im voraus eingestellt ist, basierend auf einem experimentellen Wert, umgewandelt in eine Datentabelle und abgespeichert und eingestellt im voraus.

Im nächsten Schritt 126B wird die Differenz ΔP_i(k)(i) zwischem dem momentanen Mittelwert des indizierten mittleren Drucks P_i(k)AVE(i), erhalten in Schritt 124, und den Zielwert des indizierten mittleren Drucks P_ir(k), der in Schritt 126A ausgelesen wird, erzielt. In Schritt 127 wird der Absolutwert der Differenz |ΔP_i(k)(i)| verglichen mit dem Unempfindlichkeitsbereich-Schwellwert |tΔP_is(k)|, wodurch beurteilt wird, ob der gemittelte mittlere indizierte Druck gleich dem Zielwert ist. Dieser Unempfindlichkeitsbereich-Schwellwert |ΔP_is(k)| ist ein vorbestimmter Wert. In der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels wird die Differenz zwischen dem gemittelten indizierten mittleren Druck und dem Zielwert ΔP_i(k)(i) einfach als ΔP_i(k)(i) beschrieben, der Absolutwert davon als |ΔP_i(k)(i)| und der Unempfindlichkeitsbereich-Schwellwertbetrag |ΔP_is(k)| als |ΔP_is(k)|. In Schritt 127, wenn |ΔP_i(k)(i)|< |ΔP_is(k)| ist, geht der Betrieb über zu Schritt 128, um den gemittelten indizierten mittleren Druck nahe an den Zielwert zu bringen. Wenn |ΔP_i(k)(i)|<|ΔP_is(k)| nicht ist, wird der gemittelte indizierte mittlere Druck beurteilt als erreiche er den Zielwert und der Betrieb geht über zu Schritt 138.

In Schritt 128 wird beurteilt, ob die Bearbeitung des Heranführens des gemittelten indizierte mittleren Drucks an den Zielwert zum ersten mal durchgeführt wird, oder I_(k)=0 ist. Wenn I_(k)=0 ist, geht der Betrieb über zu Schritt 142, in dem die Änderungsgröße ΔA/F des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu dem vorangegangenen Korrekturkoeffizienten C_AF(k)(i-1) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses addiert wird oder ΔA/F=FETT ist und der Wert wird zum momentanen Korrekturkoeffizienten C_AF(k)(i) des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gemacht und der Betrieb geht über zu Schritt 134.

Wenn I_(k)≠0 ist, in Schritt 128, wird im nächsten Schritt 129 beurteilt, ob ΔP_i(k)(i) gleich oder größer ist als ΔP_i(k)(i-1). Wenn zum Beispiel ΔP_i(k)AVE(i) ΔP_i(k)AVE(i-1) und ΔP_i(k)AVE(i)ΔP_i(k)AVE(i-1) ist, geht der Betrieb über zu Schritt 130 und eine Beurteilung wird gemacht, ob der FETT-Merker F_r(jk) EIN ist. Wenn zum Beispiel P_i(k)AVE(i)<P_i(k)AVE(i-1) ist, geht der Betrieb über zum Schritt 131 und eine Beurteilung wird durchgeführt, ob der FETT-Merker F_r(k) EIN ist.

Wenn der FETT-Merker F_r(k) AUS ist in Schritt 130, oder wenn der FETT-Merker F_r(k) EIN ist in Schritt 133, geht der Betrieb über zu Schritt 133 und C_AF(k)(i)= C_AF(k)(i-1)+ΔA/F, oder ΔA/F=FETT und ferner in Schritt 135 wird der FETT-Merker F_r(k) ausgemacht. Nach der Bearbeitung der Schritte 134 oder 135, wird im Schritt 136 I_(k) inkrementiert gemäß I_(k)=I_(k)+1.

Im nächsten Schritt 137 wird eine Berechnung durchgeführt durch Verwendung des bestimmten C_AF(k)(i) und folgend der Gleichung (4), wird die Kraftstoffeinspritzmenge T_p(k) des Zylinders Nr. k erzielt, die als eine A/F-Steuergröße gesetzt wird, und die Kraftstoffeinspritzung wird ausgeführt.

Andererseits ist Schritt 138 der Fall, in dem P_i(k)AVE(i) übereinstimmt mit P_ir(k). Der Korrekturkoeffizient für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, entsprechend der Zone einer Tabelle für den Korrekturkoeffizienten des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, die klassifiziert ist über den Laufzustand N_e(i) und Q_(i) und die bestimmt wird für den jeweiligen Zylinder, wird erneuert durch C_AF(i)(i)=C_AF(k)(i-1). Merker F2_(k) wird zu F2_(k)=0 gemacht, und der Betrieb verarbeitet als nächstes Schritt 137.

In dieser zweidimensionalen Tabelle des Korrekturkoeffizienten für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, zum Beispiel, wird der Wert in der Zone gesetzt, die durch die Motorgeschwindigkeit N_e und die Ansaugluftmenge Q klassifiziert wird, ist C_AF(k) selbst. Ferner ist diese Tabelle für die jeweiligen Zylinder vorgesehen und in diesem Ausführungsbeispiel gibt es vier Arten von Tabellen für vier Zylinder.

Ferner, in Schritt 122, wenn der Motor nicht in einem gleichförmigen Laufzustand ist, geht der Betrieb über zum Schritt 140. I_(k) wird initialisiert zu I_(k)=0. In Schritt 141 wird C_AF(k)(i), der zu der A/F-Steuergröße für Zylinder Nr. k in der Zone des Laufzustandes N_e(i) und Q_(i) korrespondiert, aus der zweidimensionalen Tabelle ausgelesen. Dies ist die zweidimensionale Tabelle, dargestellt in Fig. 27, die durch den Betrieb des obigen Schrittes 138 erneuert werden kann. In der Laufzone, die nicht in Schritt 138 erneuert wird, ist ein vorbestimmter Anfangswert C_AF(k) gespeichert. Danach wird Merker F2_(k) gesetzt zu F2_(k)=0 und der Betrieb geht über zu Schritt 137.

Nach Bearbeitung von Schritt 137 wird der Betrieb beendet.

Im obigen dritten Ausführungsbeispiel wurde der Fall erläutert, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird. Jedoch kann eine Steuerung der Zündzeitpunkteinstellung in Fig. 25 durchgeführt werden, in der C_AF(k)(i) ersetzt wird durch den Vorstellwinkel SA_(k)(i), ΔA/F ersetzt wird durch ΔSA und so weiter. Ferner wird F_r(k)=EIN ersetzt durch "voreilen des Zylinder Nr. k" und F_r(k) = AUS wird ersetzt durch "Nacheilen des Zylinders Nr. k". Ferner korrespondierend zur Einstellung der A/F-Steuergröße, die zu C_AF(k)(i) korrespondiert, wird SA_(k)(i) gesetzt als Vorstellwinkelwert (Zündzeitpunkteinstellung).

Im folgenden wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 28 ist ein Blockdiagramm, das die Funktion des Aufbaus der wichtigen Teile dieser Erfindung zeigt, einschließlich des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Wie aus einem Vergleich mit Fig. 5 hervorgeht, führen M1 bis M8, M10 und M11 dieselben Funktionen aus wie im ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch, bei dieser Erfindung, kann das Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Zylinder befaßt sein.

Dementsprechend, im vierten Ausführungsbeispiel, unter Verwendung von Fig. 1, kann der Drucksensor 19 _(k) für nur einen Zylinder, zum Beispiel 19 ₍₁₎ sein und die anderen Teile 19 ₍₂₎ bis 19 ₍₄₎ in Fig. 4 sind nicht erforderlich. Der Index (k) sollte für die Teile der Erläuterung, die sich mit der in dem ersten Ausführungsbeispiel überlappen, weggelassen werden.

Die Steuereinrichtung M14, die in Fig. 28 gezeigt ist, bestimmt zumindest das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündzeitpunkteinstellung, die den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert, wenn der Motor M1 in einem vorbestimmten Laufzustand ist, der über das Ausgangssignal der Laufzustanderfassungseinrichtung M8 und das Ausgangssignal der Mittelbildungseinrichtung M7 für den indizierten mittleren Druck bestimmt wird. Das Ausgangssignal der Steuereinrichtung M14 wird an die Steuereinrichtung M10 für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bzw. die Zündeinrichtung M11 gegeben.

Ferner ist M12 eine Steuergrößenspeichereinrichtung, die zumindest eine Steuergröße oder den bezogenen Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses oder der Zündzeitpunkteinstellung in einem vorbestimmten Zustand speichert und den gespeicherten Wert an die Steuereinrichtung M14 abgibt. Ferner ist M13 eine Speichereinrichtung für einen gelernten Wert, die zumindest einen gelernten Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und der Zündzeitpunkteinstellung speichert, der den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert, der über die Steuereinrichtung M14 bestimmt wird. Ferner steuert die Steuereinrichtung M14, wenn der Laufzustand des Motors M1 in einem vorbestimmten Laufbereich ist und wenn die Steuereinrichtung zumindest das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündzeitpunkteinstellung nicht steuern kann, die den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert, zumindest das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündzeitpunkteinstellung (in diesem Ausführungsbeispiel das Luft/Kraftstoff-Verhältnis) durch Verwendung des gespeicherten Wertes, der die Steuergrößenspeichereinrichtung M12 oder des gespeicherten Wertes der Speichereinrichtung M13 für den gelernten Wert.

Fig. 29 ist ein Flußdiagramm des vierten Ausführungsbeispiels anstelle von Fig. 10 im ersten Ausführungsbeispiel. In Bezug auf die Bearbeitungseinheiten, die die gleichen oder korrespondierende Bearbeitungseinheiten in Fig. 10 sind, werden dieselben Bezeichnungen 101 bis 103, 105 und 107 bis 113 vorgesehen und die überlappende Erläuterung wird untergelassen. Das Flußdiagramm in Fig. 29 wird alle 720°CA (alle zwei Umdrehungen des Motors) gestartet.

In Schritt 112 wird beurteilt, ob ein konvergierender Zustand fortgesetzt wird. Wenn der konvergierende Zustand fortgesetzt wird, geht der Betrieb über zu Schritt 151. In Schritt 151 wird die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuergröße bestimmt, die den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks P_i maximiert und der konvergierende Zustand wird fortgesetzt. In diesem Zustand ist der Laufzustand innerhalb einer vorbestimmten Größe einer Veränderung. Der Laufzustand fällt in einen Laufbereich, der klassifiziert ist und bestimmt wird über die Motorgeschwindigkeit N_e und die Erfassungsluftmenge Q, wie in Fig. 27 dargestellt. Der Betrieb lernt und speichert den Korrekturkoeffizienten C_AF für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das der momentan bestimmten A/F-Steuergröße entspricht, als Korrekturkoeffizient C_AF für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, der in der momentanen Laufzone verwendet wird. Dieser Wert wird in eine Speichereinrichtung (RAM) geschrieben, die den Wert erhält, solange der Microcomputer nicht zurückgesetzt wird.

Fig. 27, angewandt auf dieses Ausführungsbeispiel, ist ein Fall, in dem, zum Beispiel, die Motorgeschwindigkeit N_e und die Ansaugluftmenge Q ausgewählt sind als Zustandsgrößen, die den Laufzustand bestimmen. Wenn die Motorgeschwindigkeit N_e(i) und die Ansaugluftmenge Q_(i) bestimmt werden, entspricht der Laufzustand einer der Laufzonen, klassifiziert in Fig. 27. Für jede Laufzone ist ein Korrekturkoeffizient für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gegeben. Im Hinblick auf den Korrekturkoeffizienten C_AF des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wird ein vorbestimmter Wert für jede Laufzone als Anfangswert eingestellt, wenn eine Bearbeitung im obigen Schritt 151 nicht ausgeführt wird. Dieser Wert, zum Beispiel in dem gleichen Motorentyp, kann ein repräsentativer (oder ein gemittelter) Wert sein, der den Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert.

In Schritt 102, wenn beurteilt wird, daß der Laufzustand kein gleichförmiger Zustand ist, geht der Betrieb über zum Schritt 152. In Schritt 152 wird der Korrekturkoeffizient C_AF des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, der dem momentanen Laufzustand entspricht (der Motorengeschwindigkeit N_e(i) und der Ansaugluftmenge Q_(i)) und der als Tabellenwert in der Laufzone, gegeben durch Fig. 27, gegeben ist, ausgelesen und gespeichert.

In Schritt 153 wird der momentane Laufzustand als Anfangszustand gespeichert. Der gespeicherte Zustandswert wird als ein Standardzustand darin bestimmt, ob der Laufzustand in einem gleichförmigen Zustand im nächsten Zeitpunkt ist. Merker F1_(k) wird auf S0 gesetzt und der Betrieb geht über auf Schritt 111.

In Schritt 103, wenn F1=S0 ist, geht der Betrieb über zu Schritt 154. In Schritt 154, nachdem die Initialisierung des Laufzustandswertes, das Starten der Mittelbildung des indizierten mittleren Druckes und das Einstellen von F1= S10 durchgeführt sind, geht der Betrieb über zu Schritt 111.

Auch im Fall des vierten Ausführungsbeispiels kann die Steuerung verändert werden, zur Steuerung der Zündzeitpunkteinstellung, wie im obigen ersten Ausführungsbeispiel.

In den obigen zweiten bis vierten Ausführungsbeispielen kann das Luftstrommeßgerät ersetzt werden durch einen Ansaugluftdrucksensor, ein Öffnungsmaßsensor für die Drosselklappe und so weiter.

Im obigen Ausführungsbeispiel beim Bearbeiten jeweiligen Zylinder wird die Bearbeitung für alle Zylinder des Motors durchgeführt. Jedoch kann diese Bearbeitung für die ausgewählte Vielzahl von Zylindern durchgeführt werden.

Der indizierte mittlere Druck kann aufeinanderfolgend, zum Beispiel alle 720°CA für die jeweiligen Zylinder durchgeführt werden, nicht wie in Fig. 23. Die anderen verschiedenen Variationen können für die Zeitgebung der Messung berücksichtigt werden.

Wie oben erwähnt, wird gemäß der Erfindung unter einem vorbestimmten Laufzustand zumindest das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündzeitpunkteinstellung gesteuert, so daß ein Mittelwert der indizierten mittleren Drucke einer Vielzahl von Zylindern oder der Wert gemittelt über die Zylinder maximiert wird oder so daß der Mittelwert für die jeweiligen indizierten mittleren Drucke eine Vielzahl von Zylindern mit entsprechenden Zielwerten übereinstimmen, mit einer unten erwähnten Wirkung.

1. Da ein tatsächliches Ausgangssignal des Motors gemessen und über eine Rückkopplungssteuerung in jedem Laufzustand gesteuert wird, kann der Motor derart gesteuert werden, daß das Ausgangssignal des Motors stets gleich dem Zielwert gemacht wird.
2. Ungeachtet der zeitweisen Veränderung des Motors oder der Veränderung der Charakteristik des Luftstrommeßgerätes oder eines Injektors kann der Motor stets so gesteuert werden, daß die Ausgangsgröße des Motors mit dem Zielwert übereinstimmt.
3. Im Fall einer Vielzahl von Zylinderwerten kann die Steuergröße stets so eingestellt werden, daß die Ausgangssignale der jeweiligen Zylinder ausbalanciert sind. Daher kann ein glatter Lauf des Motors oder eine geringe Geräuschentwicklung des Motors erzielt werden.

Ferner, unter einem bestimmten Laufzustand der Maschine, wird zumindest das Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündzeitpunkteinstellung so gesteuert, daß der Mittelwert des indizierten mittleren Drucks maximiert wird und ein Lernen wird durchgeführt. Daher kann, in dem Fall das die Steuerung nicht möglich ist, der Motor gesteuert werden durch einen vorbestimmten gespeicherten Wert oder durch den gelernten Wert, mit der unten geschilderten Wirkung.

Zusätzlich zu den Wirkungen von oben 1. und 2., selbst wenn das anfänglich eingestellte Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündeinstellung nicht ihren optimalen Wert besitzen, beim Verwenden des Motors, wird ein Lernen durch eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt, das nach dem Lernen eine Steuerung durchgeführt wird, so daß die Ausgangsgröße des Motors maximiert ist.

Claims

1. Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit

- einer Belastungserfassungseinrichtung (9) zur Erfassung der Belastung der Verbrennungskraftmaschine,
- einer Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (16) zur Erfassung des Kurbelwinkels der Verbrennungskraftmaschine,
- einer Druckerfassungseinrichtung (19 _k) je Zylinder (k) der Verbrennungskraftmaschine zur Erfassung des Zylinderinnendrucks (P_n(k)) jedes Zylinders und
- einer Steuerungseinrichtung (21),
- - der zumindest die Ausgangssignale (X1, X3, X4_k) der Erfassungseinrichtungen (9, 16, 19 _k) zugeführt werden und
- - die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und/oder die Zündzeitpunkteinstellung unabhängig für jeden Zylinder (k) unter Ermittlung des Laufzustandes und der Motor-Geschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine aus dem Ausgangssignal (X1, X3) der Belastungserfassungseinrichtung (9) bzw. der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (16), sowie des indizierten mittleren Druckes (P_i(k)) aus dem Ausgangssignal (X3, X4_k) der Druckerfassungseinrichtungen (19 _k) und der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (16) derart steuert, daß ein gemittelter Wert des indizierten mittleren Druckes (P_i(k)) jedes Zylinders (k) basierend auf einem bestimmten Laufzustand einen vorbestimmten Zielwert einnimmt.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und/oder die Zündzeitpunkteinstellung unabhängig für jeden Zylinder (k) derart steuert, daß der vorbestimmte Zielwert des gemittelten Wertes des indizierten mittleren Druckes (P_i(k)) jedes Zylinders (k) ein Maximum ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) den gemittelten Wert des indizierten mittleren Druckes (P_i(k)) jedes Zylinders (k) bestimmt durch Abtastung und Mittelung des indizierten mittleren Druckes (P_i(k)) jedes Zylinders (k) einer vorbestimmten Anzahl von Zylindern (k) über die Zylinder und Mittelung des so bestimmten Wertes über der Zeit.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) den gemittelten Wert des indizierten mittleren Druckes (P_i(k)) jedes Zylinders (k) für jeden Zylinder (k) einzeln derart bestimmt, daß der gemittelte Wert mit einem jeweils vorbestimmten Zielwert übereinstimmt.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Steuergrößespeichereinrichtung (M12), die zumindest eine Steuergröße an die Steuereinrichtung (M14) entsprechend dem Laufzustand zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und/oder der Zündzeitpunkteinstellung abgibt, und eine
Speichereinrichtung (M13) vorgesehen ist, in der von der Steuereinrichtung (M14) zumindest ein gelernter Wert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und/oder der Zündzeitpunkteinstellung abspeicherbar ist, der den gemittelten Wert des indizierten mittleren Druckes (P_i(k)) maximiert.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wassertemperaturerfassungseinrichtung (15) vorgesehen ist, deren Ausgangssignal (X2) der Steuereinrichtung (21) zugeführt wird.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) umfaßt:

- einen Multiplexer (21a), an dessen Eingänge die Ausgangssignale (X1, X2, X4_k) der Belastungs-, Wassertemperatur- und Druckerfassungseinrichtung (9, 19 _k) zugeführt werden,
- einen Verriegelungsschaltkreis (21b), dem das Ausgangssignal (X3) der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (16) zugeführt wird und der ein Ausgangssignal an den Multiplexer (21a) zum Weiterschalten der Eingänge abgibt.
- einen A/D-Wandler (21d), dem ein Ausgangssignal des Multiplexers (21a) zugeführt wird, und
- eine Zentralverarbeitungseinheit CPU (21e) mit
- - einem Speicher (21g),
- - einem Eingabeschaltkreis (21c), dem das Ausgangssignal des A/D-Wandlers und das Ausgangssignal (X3) der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (16) zugeführt werden, und
- - mit einem Ausgangsschaltkreis (21f), der Kraftstoffeinspritzsignale (X5_k) und ein Zündsignal (X6) abgibt.

8. Steuervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerfassungseinrichtung (19 _k) aus einem ringförmigen piezoelektrischen Element (19A), einer ringförmigen Minuselektrode (19B) und einer Pulselektrode (19C) aufgebaut und von einer Zündkerze (13) eingeklemmt am Zylinderkopf (22) der Verbrennungskraftmaschine befestigt ist.